Nová technológia čistí vodu pomocou slnečných lúčov a hydrogélov

Tímu výskumníkov z The University of Texas at Austin sa pod vedením profesora materiálových vied a strojárstva Guihua Yu podarilo vyvinúť lacnú technológiu čistenia vody pomocou  gélovo-polymérových hybridných materiálov.

Výsledky výskumu vyšli vo vedeckom časopise Nature Nanotechnology.

Stavili na nový materiál

K odparovaniu vody pomocou slnečného žiarenia zaujali vedci nekonvenčný prístup. Systém na výrobu pary, ktorý vyvinuli, je založený na hydrogéloch a poháňa ho solárna energia z jeho okolia. Technológia vodu odparí a odsolí. 

Hydrogély sú polymérové reťazce, ich hlavnými zložkami sú polyvinylalkohol a polypyrol. Úspech výskumu sa skrýva práve v týchto vlastnostiach materiálu: na jednej strane má vysokú schopnosť absorpcie vody, druhým dôležitým faktom je, že hydrogély sú polovodičmi.

Vďaka kombinácii týchto faktorov dokáže na pitnú premeniť vodu z akéhokoľvek zdroja – aj slanú z oceánu.

Zvyšné existujúce technológie, ktoré sa používajú na premenu slanej vody na sladkú pitnú, sú finančne nákladné, keďže slnečné lúče sa v nich musia koncentrovať pomocou optických prístrojov.

Ako to funguje?

Princíp, na ktorom je technológia založená, je opísaný vo videu. Voda sa naleje do sklenenej misky a na jej hladinu sa položí hydrogélový výparník.

Miska sa umiestni na priame slnečné svetlo, následkom čoho povrch hydrogélu začne tvoriť vodnú paru. Paru následne zachytí priehľadný kondenzátor, v ktorom sa zachytí už čistá voda.

Energeticky nenáročné a spratné riešenie

Nová technológia z Austinu je teda výhodná z hneď niekoľkých dôvodov. Hydrogély potrebujú na fungovanie oveľa menej energie, vystačia si iba s prirodzeným slnečným svetlom a zároveň sú schopné odpariť značne väčší objem vody. Celý systém je navyše veľmi malých rozmerov.

„Odsoľovanie vody pomocou destilácie je zaužívanou metódou v oblasti masovej premeny slanej vody na sladkú pitnú vodu. Súčasné destilačné procesy si však vyžadujú zložité infraštruktúry a spotrebujú veľké množstvo energie,“ hovorí člen výskumného tímu Fei Zhao.

Yu spomína aj ďalšiu výhodu: „Hlavné zložky už existujúcich destilačných systémov sa dajú jednoducho vymeniť za hydrogély.“ Z toho vyplýva, že nie je potrebné vyrobiť úplne nové destilačné zariadenia fungujúce na hydrogély, stačí ich nainštalovať do už existujúcich zariadení.

Hydrogély odsolili aj vodu z Mŕtveho mora

Destilačné vlastnosti týchto hydrogélov otestovali dokonca aj na vzorkách vody z Mŕtveho mora a aj na tých sa technológia osvedčila – hydrogély zmenšili slanosť vody natoľko, že spĺňala štandardy pitnej vody podľa Svetovej zdravotníckej organizácie.

Keďže soľ patrí medzi látky, ktoré sa z vody odstraňujú najťažšie, hydrogély disponujú celou škálou rôznych filtračných vlastností – dokážu odstrániť aj mnohé ďalšie znečisťujúce látky, ktoré sa bežne vo vode nachádzajú a nie sú pre človeka bezpečné.

Po prvých testoch v teréne vedci skonštatovali, že technológia dokáže vyprodukovať až dvadsaťpäť litrov vody na meter štvorcový denne, čo pokryje spotrebu priemernej domácnosti, a mohla by sa ujať aj v oblastiach, kde sú časté prírodné katastrofy.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.