Китайские исследователи совершили значительный прорыв в области опреснения морской воды. Разработанная ими система способна производить пресную воду, стоимость которой в перспективе окажется ниже бутилированной. Ключом к успеху стало создание инновационного фототермического материала, структуру которого ученые укрепили специальными полимерными нитями.
Над проектом работали специалисты Института инженерии процессов при Китайской академии наук совместно с коллегами из Шэньчжэньского университета. Основной задачей было повышение эффективности испарения воды под воздействием солнечного излучения.
Проблемы традиционных методов
В современных промышленных опреснителях часто используются мелкодисперсные материалы, которые имеют существенные недостатки: они склонны к слипанию и быстрому разрушению полимерной основы. Из-за этого индустрия вынуждена полагаться на метод обратного осмоса, который требует колоссальных затрат энергии для подачи воды к мембранам.
Инновационный испаритель
Китайская разработка опирается на принципы естественного испарения, практически не требуя внешних энергозатрат. В основе установки лежит трехмерный фототермический испаритель, преобразующий солнечный свет в тепло. Особая архитектура, в которой полимерные цепи полиэтилентерефталата создают устойчивую решетку для полых наноструктур, предотвращает слипание частиц.
Результаты испытаний подтверждают высокую эффективность системы:
- Поглощение солнечного света достигает 90,2%.
- Энергия, необходимая для испарения, снижена на 45,7%.
- Скорость испарения составляет рекордные 38,14 ± 0,57 кг/м² в час — это в 8,5 раза превышает показатели традиционных двумерных мембран.
Результаты тестов и перспективы
Демонстрационный модуль площадью 0,75 м² в условиях естественного освещения производил 20,16 литров пресной воды в сутки. Качество полученного продукта полностью соответствует стандартам ВОЗ для питьевой воды.
Ученые также проверили установку на долговечность. После 30 дней непрерывного пребывания в морской воде материал сохранил свою целостность. В ходе эксперимента на полученной воде удалось вырастить урожай шпината, кукурузы и пекинской капусты на участке площадью 5 м².
Согласно предварительным расчетам, промышленное внедрение подобных установок позволит окупить затраты на строительство всего за два года, сделав пресную воду доступнее, чем её бутилированные аналоги.
