Солнечные панели научили опреснять морскую воду без токсичных отходов

Физики из Рочестерского университета (University of Rochester) нашли способ полностью очищать морскую воду от солей с помощью солнечной энергии, не создавая при этом токсичных стоков. Традиционные технологии опреснения сбрасывают обратно в океан концентрированный жидкий рассол, который уничтожает морскую флору и фауну из-за критического падения уровня кислорода. Новая методика собирает все побочные минералы исключительно в сухом твердом виде, превращая потенциальные отходы в источник ценного сырья — вплоть до добычи лития для тяговых батарей. Данные успешных испытаний с пробами из трех океанов опубликованы в Light: Science & Applications.

Инженеры создали испарительные панели из наноструктурированного черного металла, обработанного фемтосекундным лазером. Поверхность мгновенно впитывает тонкий слой воды и поглощает весь спектр солнечного света для её дистилляции. Чтобы избежать образования жесткой корки из кальция и магния, которая намертво забивает обычные испарители, команда под руководством профессора Чунлея Го (Chunlei Guo) вытравила на панелях микроканавки. Используя гидродинамический «эффект кофейного кольца», эти микроструктуры автоматически выталкивают кристаллизующийся осадок из рабочей зоны нагрева на пассивную периферию, запуская непрерывный процесс самоочистки.

В сопутствующей работе для Journal of Materials Chemistry A исследователи пошли дальше и внедрили в лазерный узор наночастицы титаната водорода. Модифицированная матрица способна избирательно захватывать редкоземельные элементы. Во время тестов с рапой из Большого Соленого озера технология позволила напрямую извлечь до половины всего находящегося в остатке лития. Сейчас ученые занимаются масштабированием экспериментальных ячеек до уровня коммерческих промышленных станций.

Источник:ScienceDaily