Гель на сонячній енергії забезпечує прісну воду і видаляє бор з морської води

Інноваційне рішення для води, їжі та енергетичних проблем за допомогою сонячної технології

Сонячна енергія приносить нові можливості в сфері альтернативної енергетики та водопостачання. Науковці працюють над створенням системи, що використовує сонячну енергію для виробництва прісної води, з одночасним вилученням бору з морської води та розсолу. В основі цього підходу лежить композитний гель під назвою (MXene-MgO)@натрієвий альгінат, або просто MMS. Система спрямована на вирішення проблем водопостачання, харчової безпеки та енергетики в країнах, таких як Ємен, Пакистан і Гаїті, де гостро відчувається нестача таких ресурсів.

Звичайна десалінізація не завжди відповідає стандартами Всесвітньої організації охорони здоров’я, особливо щодо утримання бору в питній воді. Однак завдяки MMS, який інтегрує MgO для адсорбції бору та MXene для перетворення сонячного світла в тепло, вдалося значно підвищити ефективність цих процесів. Під одним сонячним освітленням гель досягав швидкості випаровування 2,14 кг/м²·год із адсорбцією бору 225,52 мг/м² протягом дев’яти годин.

Що робить гель MMS таким ефективним? Це його ієрархічна пориста структура, яка не тільки покращує транспортування води, але й підвищує здатність системи поглинати та перетворювати сонячну енергію. Завдяки використанню наношариків MXene та MgO, ця технологія здатна ефективно зменшувати рівні бору в морській воді.

Польові випробування підтвердили ці результати: MMS-модулі виробляли в середньому 5,20 кг прісної води на квадратний метр в день, забезпечуючи ще й відновлення 122,45 мг бору на метр. Інтеграція цієї технології в сільському господарстві привела до збільшення схожості насіння Brassica juncea на 13% та підвищила біомасу втричі у порівнянні з контрольними ділянками, де спостерігався дефіцит бору.

Таким чином, використання MMS-геля може стати важливим кроком у вирішенні критичних проблем для прибережних територій, які стикаються з нестачею прісної води та поживних речовин у ґрунті. Цей підхід з використанням сонячної енергії є економічно вигідним і екологічно дружнім рішенням, що об’єднує процеси десалінізації та екстракції бору в єдиному рішенні.