อุปกรณ์ลอยน้ำเพื่อสร้างเชื้อเพลิงและน้ำสะอาดจากน้ำสกปรก

ทีมงานจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้พัฒนาอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการสังเคราะห์แสง ซึ่งสามารถผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและน้ำสะอาดจากน้ำทะเลหรือน้ำเสียได้ในเวลาเดียวกัน ตามรายงานของ New Atlas เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน เนื่องจากอุปกรณ์นี้สามารถทำงานบนแหล่งน้ำเปิดใดๆ ก็ได้ และไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก จึงสามารถติดตั้งอุปกรณ์นี้ในพื้นที่ห่างไกลหรือสถานที่ที่มีทรัพยากรจำกัดได้ งานวิจัยใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Water

การแยกน้ำด้วยโฟโตแคทาไลติกจะเปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นไฮโดรเจนโดยตรง แต่โดยทั่วไปแล้วต้องใช้น้ำบริสุทธิ์และที่ดินในการสร้างโรงงาน รวมถึงการสร้างความร้อนทิ้ง อุปกรณ์โฟโตแคทาไลติกของทีมเคมบริดจ์สามารถใช้น้ำที่ยังไม่ผ่านการบำบัดใดๆ ก็ได้ ทำให้เป็นโซลูชันที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น

พวกเขาวางวัสดุโฟโตแคทาลิสต์ที่ดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตไว้บนตาข่ายคาร์บอนโครงสร้างนาโนที่ดูดซับแสงอินฟราเรดเพื่อสร้างไอน้ำที่วัสดุโฟโตแคทาลิสต์ใช้ในการผลิตไฮโดรเจน ตาข่ายคาร์บอนที่มีรูพรุนซึ่งออกแบบมาเพื่อกันน้ำ ช่วยให้วัสดุโฟโตแคทาลิสต์ลอยตัวและแยกตัวออกจากน้ำเบื้องล่าง ป้องกันไม่ให้สารมลพิษรบกวนประสิทธิภาพการทำงาน นอกจากนี้ โครงสร้างดังกล่าวยังช่วยให้อุปกรณ์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ทีมวิจัยได้ใช้ชั้นดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตที่ด้านบนของอุปกรณ์ลอยน้ำ เพื่อผลิตไฮโดรเจนโดยการแยกน้ำ แสงที่เหลือจากสเปกตรัมของดวงอาทิตย์จะถูกส่งไปยังด้านล่างของอุปกรณ์ ซึ่งจะระเหยน้ำ กระบวนการนี้เลียนแบบการคายน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่น้ำเคลื่อนที่ผ่านพืชและระเหยออกจากส่วนต่างๆ เช่น ใบ ลำต้น และดอก

นักวิทยาศาสตร์ ได้ทดสอบอุปกรณ์นี้ในแหล่งน้ำหลากหลายแห่ง รวมถึงแม่น้ำแคมในใจกลางเมืองเคมบริดจ์ และน้ำเสียขุ่นจากอุตสาหกรรมกระดาษ ในน้ำทะเลเทียม อุปกรณ์นี้ยังคงประสิทธิภาพเดิมไว้ได้ 80% หลังจากผ่านไป 154 ชั่วโมง ทีมงานกล่าวว่า เนื่องจากวัสดุโฟโตแคทาไลติกถูกแยกออกจากสารปนเปื้อนในน้ำและยังคงแห้งอยู่ อุปกรณ์จึงยังคงมีเสถียรภาพระหว่างการใช้งาน

Thu Thao (ตาม New Atlas )