Ученые из Корейского научно-технического института (KIST) разработали недорогую, легко производимую мембрану, которая вырабатывает электроэнергию, пока превращает сточные воды, морскую воду или грунтовые воды в питьевую воду.
Команда утверждает, что устройство может отбраковать более 95% частиц загрязнителей размером менее десяти нанометров, включая частицы тяжелых металлов и микропластика. Мембрана не зависит от кислотности источника воды и хорошо работает в диапазоне рН от 1 до 10.
Как это работает?
Мембрана выполнена в виде двухслойного “бутерброда”. Верхний слой представляет собой проводящий полимер, а нижний - пористый фильтр. Когда загрязненная вода наливается на верхний слой, она перемещается поперек мембраны, создавая перекрестный поток ионов, который может быть собран в виде электрического тока с использованием электродов на каждом конце мембраны.
В тестах мембрана показала высокую производительность генерации. Лабораторный прототип крошечного размера выдал пик мощности в 16,44 микроватта и 15,16 миллиджоулей энергии. Выработка происходит непрерывно, пока идет процесс фильтрации воды - всего 10 микролитров воды хватило, чтобы вырабатывать электричество более трех часов.
В настоящее время команда работает над тем, чтобы увеличить прототип до промышленного размера. По словам ученых, мембрана может быть изготовлена с использованием простого процесса печати без ограничений по размеру, потому продукт имеет высокий потенциал для коммерциализации.
«Как новая технология, которая может решить проблему нехватки воды и одновременно производить экологически чистую энергию, она также имеет потенциальное применение в системе управления качеством воды и аварийной энергосистеме», - говорит ведущий автор исследования Цзи-Су Санг.
Статья опубликована в журнале Advanced Materials.
