Cercetătorii de la Institutul Național de Știință și Tehnologie din Ulsan au dezvoltat un sistem revoluționar de desalinizare solară, oferind o soluție durabilă la criza mondială a apei potabile.
Cuprins
PE SCURT
- Cercetătorii au dezvoltat un sistem revoluționar de desalinizare solară.
- Tehnologia utilizează energia solară pentru a evapora apa de mare fără energie electrică externă.
- Oxidul de perovskit La0.7Sr0.3MnO3 joacă un rol crucial în conversia energiei solare în căldură.
- Dispozitivul oferă o soluție durabilă la criza mondială a apei potabile.
Provocările legate de accesul la apă potabilă continuă să crească în întreaga lume. În acest context, cercetătorii propun soluții inovatoare pentru a răspunde acestei crize. Desalinizarea solară apare ca o tehnologie promițătoare, transformând apa de mare în apă potabilă fără a recurge la energie electrică externă. O echipă de la Institutul Național de Știință și Tehnologie din Ulsan a dezvoltat recent un sistem inovator de desalinizare solară. Acesta utilizează energia solară pentru a evapora apa de mare, reducând în același timp emisiile de carbon. Utilizarea de noi materiale, precum oxidul de perovskit La0.7Sr0.3MnO3, joacă un rol crucial în această evoluție tehnologică.
O soluție la provocarea acumulării de sare
Principalul obstacol în calea desalinizării solare este acumularea de sare pe dispozitive, ceea ce poate reduce eficiența acestora. Cercetătorii au reușit să ocolească această problemă prin utilizarea oxidului de perovskit. Acest material convertește eficient energia solară în căldură, creând stări de captare intra-bandă. Acest proces favorizează recombinarea neradiativă a electronilor și a golurilor fotoexcitată, îmbunătățind astfel eliberarea de căldură prin termizare.
Dispozitivul conceput de echipă permite un flux unidirecțional al fluidului, creând un gradient de sare care împinge acesta din urmă către marginile materialului fototermic. Acest design ingenios reduce considerabil murdărirea și blocarea luminii, garantând astfel performanțe optime. Cercetătorii au atins o rată impresionantă de evaporare solară de 3,40 kg m⁻2 h⁻¹, asigurând în același timp capacități solide de prevenire a murdăririi în medii complexe.
Un progres major pentru eficiența desalinizării
Capacitatea de evaporare a sistemului dezvoltat de cercetători depășește cu mult ratele obișnuite observate sub lumina solară naturală. Cu o rată de 3,40 kg m⁻2 h⁻¹, sistemul își dovedește eficiența și durabilitatea. Testele de durabilitate au demonstrat stabilitatea operațională timp de două săptămâni în soluții saline foarte concentrate, cu un conținut de sare de 20 %, superior celui din apa de mare normală.
Dr. Saurav Chaule, autorul principal al studiului, a subliniat că evaporatorul în formă de L inversat oferă o abordare durabilă pentru producția de apă dulce. Acest dispozitiv are, de asemenea, aplicații potențiale în recuperarea resurselor ecologice, cum ar fi recoltarea sării. Cercetătorii au demonstrat că materialul fototermic La0.7Sr0.3MnO3 este eficient pentru desalinizarea solară, convertind energia solară în căldură prin recombinarea neradiativă a golurilor și electronilor fotoexcitați.
O soluție practică și scalabilă
Inovația constă în designul care direcționează acumularea de sare către marginea materialului fototermic printr-un flux unidirecțional de fluid. Această metodă garantează că nu se formează acumulări de sare la suprafață, ceea ce este esențial pentru menținerea eficienței sistemului.
Prin integrarea unui design structural inovator cu un material fototermic pe bază de perovskit, cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv economic și fără electricitate. Acest dispozitiv este capabil să producă 3,4 kg de apă dulce pe oră, oferind astfel o soluție practică și scalabilă la criza mondială a apei. Profesorul Ji-Hyun Jang a afirmat că acest dispozitiv reprezintă un progres semnificativ către tehnologiile de desalinizare solară de nouă generație.
Perspective viitoare pentru desalinizarea solară
Cercetătorii au în vedere proiectarea unui sistem robust de evaporare pentru viitor. Acest sistem ar putea integra un număr mare de evaporatoare solare în formă de L inversat într-un modul de suprafață mare. Această abordare ar permite creșterea capacității de producție a apei dulci, rămânând în același timp respectuoasă față de mediu.
Progresele înregistrate în domeniul desalinizării solare sunt promițătoare, oferind o soluție durabilă la problemele legate de accesul la apă potabilă. Folosind materiale inovatoare și concepte sofisticate, aceste tehnologii pot transforma modul în care abordăm gestionarea resurselor de apă. Întrebarea care se pune este următoarea: care vor fi următorii pași pentru a integra această tehnologie în infrastructurile existente într-un mod eficient și durabil?
