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太阳能设备同时生产清洁的水和清洁的燃料

本站发布时间:2023-11-21 13:16:36

研究人员已经开发出了一种漂浮的太阳能设备,可以将污染的水或海水转化为清洁的氢燃料和净化水,无论在世界何处

该设备由剑桥大学的研究人员开发,可以在资源有限或非网格环境中使用,因为它可以与任何开放的水源一起工作,不需要额外的电源

它吸收光合作用产生的呼吸,植物通过光合作用直接进入食物然而,与可以从清洁水源中生产大量氢燃料的“认证叶片”的早期版本不同,这种新设备可以从污染或海洋水源中运行,并且可以同时生产清洁饮用水

对这些设备的测试表明,编辑可以从高污染的废水、海水和RiverCam燃烧室的水中产生清洁水这些结果发表在《自然水》杂志上

“将大量的燃料生产和水净化结合在一起是一件好事,”来自剑桥大学YusufHamied化学系的ChanonPornrungroj博士说“太阳能驱动的水分解,即水分子分解为氢和氧,需要从全部的纯水开始,因为任何污染物都会对催化剂造成毒性,或导致预期的化学反应。”

首席执行官AriffinMohamadAnnuar说:“在偏远的开发区,清洁水是可用的,而进一步净化所需的基础结构是不可用的,水的分离非常困难。”“使用受污染的水可以同时解决两个问题:它可以将水分解成清洁的燃料,也可以制造清洁的饮用水。”

Pornrungrojand MohamadAnnuar是ErwinReisner教授研究小组的两名成员,他们提出了这样的设计他们将光催化剂放置在一个对光和热具有良好吸收能力的非结构碳网中,产生光催化剂产生的水蒸气来处理氢气多孔碳网经过防水处理,有助于光催化剂漂浮并从下面的水中排出,这样污染物就不会破坏其功能

此外,新设备使用了太阳的大部分能量MohamadAnnuar说:“形成太阳能的光驱动过程只使用了大部分的光谱——有很多光谱可以使用。”

该团队在浮动装置的顶部使用了一层白色的紫外线吸收层,通过水分裂进行制氢这个巨大的光谱中的光被撞击到设备的底部,使水蒸发

Pornrungroj说:“这样,我们就可以制造出更好的光——我们可以制造氢气生产的表面,也可以制造水蒸气。”“通过这种方式,我们实际上是在模仿一个列夫,因为我们无法融入呼吸过程。”

一种可以单独使用太阳能制造清洁燃料和清洁水的设备,有助于解决世界上女性面临的能源和水危机例如,根据世界卫生组织的数据,每年有超过300万人死于使用“致命”燃料(如汽油)引起的室内空气污染用绿色氢代替食物烹饪有助于显著减少死亡人数和1全世界有80亿人缺乏安全饮用水

“这也是一个简单的设计:只需几步,我们就可以从各种不同的资源中建造一个充满活力的膨胀水,”MohamadAnnuar说

Pornrungroj说:“它对污染物很宽容,而且漂浮设计允许基质在云层或泥浆中工作。”“这是一个非常通用的系统。”

“我们的设备完全符合原则,但如果我们要发展循环经济和可持续的未来,这些都是我们需要的解决方案,”Reisner说“气候危机与环境污染和健康密切相关,开发一种有助于解决这两个问题的方法将改变女性的游戏规则。”

该研究得到了欧洲委员会地平线2020计划、欧洲研究委员会、剑桥信托基金、美国教育赞助计划和温顿可持续物理计划的支持ErwinReisnerisa圣约翰大学研究员ChanonPornrungroji是达尔文学院的一名成员,AriffinMohamadAnnuaries是克拉克学院的一位成员


来源:

Materials provided by
University of Cambridge. The original text of this story is licensed under a Creative Commons License.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Pornrungroj, C., Mohamad Annuar, A.B., Wang, Q. et al.
    Hybrid photothermal–photocatalyst sheets for solar-driven overall water splitting coupled to water purification. Nat Water, 2023 DOI: 10.1038/s44221-023-00139-9

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