Ученые из Сингапурского технологического университета (NTU) разработали перспективный метод опреснения морской воды с помощью солнечного парогенератора, созданного на 3D-принтере по биологическим образцам. Этот метод обещает быть более доступным и энергоэффективным, чем традиционные способы.
Как это работает?
В основе технологии лежит использование металлорганического каркаса (MOF) в качестве связующего вещества при 3D-печати по технологии MJF. Полученная структура обладает капиллярной пористостью, что способствует эффективной транспортировке воды.
Сам парогенератор содержит частицы оксида железа (Fe3O4), покрытые углеродным слоем (C@Fe3O4 гибриды). Этот материал эффективно поглощает солнечный свет и преобразует его в тепло. Под воздействием солнечного излучения температура парогенератора повышается, что приводит к испарению воды.
Технология MJF-печати позволяет создавать сложные структуры с высокой удельной площадью поверхности, что увеличивает площадь контакта воды с воздухом и способствует более эффективному испарению.
По словам ученых, опресненная вода, полученная с помощью парогенератора, соответствует стандартам питьевой воды. Испытания показали стабильную скорость испарения воды - до 1,55 кг на квадратный метр в час.
Дизайн парогенератора вдохновлен строением растений, а точнее - процессом транспирации. Деревовидные микроструктуры способствуют транспортировке воды и повышают эффективность испарения.
Зачем это нужно?
Помимо опреснения воды, данная технология может найти применение в качестве нагревательного устройства благодаря своим теплоизоляционным и звукопоглощающим свойствам. Кроме того, быстрая впитываемость воды капиллярной структурой позволяет использовать ее для направленного и быстрого перемещения жидкости.
Разработка демонстрирует большой потенциал для создания экологически чистого и энергоэффективного метода опреснения воды, а также имеет перспективы применения в других областях.
Подробное описание разработки опубликовано в журнале Applied Physics Reviews.
