Сонячний гель виробляє прісну воду та видобуває бор з морської води

Як інноваційна сонячна система поєднує виробництво прісної води з відновленням бору

Сучасні технології активно шукають рішення для нагальних проблем, пов’язаних з водою, їжею та енергетичними ресурсами. Особливо це актуально для регіонів, як-от Ємен, Пакистан та Гаїті, де глобальна нестача прісної води та брак доступу до достатнього харчування стали надзвичайно важливими питаннями. Системи, що працюють на сонячній енергії, продовжують вражати своєю інноваційністю і функціональністю. Останнє дослідження, проведене Science Bulletin, представляє рішення, яке відразу виконує дві функції: виробляє прісну воду і захоплює бор з морської та брудної води за допомогою композитного гелю (MXene-MgO)@sodium alginate (MMS).

Традиційні методи осолонення хоч і успішно постачають питну воду, проте не справляються зі стандартами Всесвітньої організації охорони здоров’я щодо вмісту бору. Новітня технологія вирішує цю проблему завдяки додаванню MgO, який виступає адсорбентом бору, та MXene, що діє як фототермальний матеріал. Композитний гель MMS має унікальну структуру, яка не тільки полегшує транспортування води, а й активно взаємодіє з іонами. Під впливом одного сонячного світла ця система може досягати значних результатів: швидкість випаровування становить 2.14 кг/м² за годину, тоді як адсорбційна здатність становить 225.52 мг/м² за дев’ять годин.

Яким чином система MMS покращує ефективність продуктивності

Інноваційна система має ієрархічну пористу структуру, що забезпечує велику площу для поглинання світла і, відповідно, взаємодії з борними іонами. Завдяки наношарикам MXene, які поглинають спектр сонячного світла і перетворюють його на тепло, та наночастинкам MgO, які діють як активні місця для зв’язування бору, система суттєво підвищує ефективність розділення. Це дозволяє не тільки ефективно отримувати прісну воду, але й відновлювати цінні ресурси з використаної води.

Польові випробування підтвердили ефективність системи MMS, яка протягом дня виробляє 5.20 кг прісної води на квадратний метр та відновлює 122.45 мг/м² бору. Цей підхід, що поєднує осолонення з вилученням бору, виявився корисним і для сільського господарства. Використовуючи відновлений бор, у тестах насіння Brassica juncea показало підвищення проростання на 13% і збільшення біомаси втричі у порівнянні з контрольними зразками.

Переваги для прибережних регіонів

Такі інновації не лише забезпечують вирішення проблеми нестачі води, але й пропонують нові можливості для прибережних регіонів, які стикаються з дефіцитом прісної води і нестачею бору у ґрунтах. Інтегруючи відновлення бору у процес осолонення, системи