Odun, Bakteri ve Güneş Yardımıyla Suyu Arındırmak

 Odun, Bakteri ve Güneş Yardımıyla Suyu Arındırmak

Görsel: CC0 Public Domain

Birleşmiş Milletler’e göre, dünya nüfusunun yaklaşık beşte biri suyun az olduğu bölgelerde yaşıyor.

Bu nedenle, deniz suyu, nehir/göl suyu ve kirli su gibi içilmez kaynaklardan temiz su üretecek teknolojiye ihtiyaç vardır. Nano Letters’da rapor veren araştırmacılar, bakteriyel olarak üretilen nanomalzemelerin yardımıyla, suyu arıtmak için güneş enerjisinden yararlanan odun bazlı bir buhar jeneratörü geliştirdiler.

 

Bir güneş buhar jeneratörü (solar steam generator), ışığı emen karbon nanotüplerden oluşan bir üst katmana (siyah), ısı yalıtım camı kabarcıklarından oluşan bir orta katmana (gri) ve su-taşıyan odundan oluşan bir alt katmana (kahverengi) sahiptir. (Kaynak: Nano Letters 2020, DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01088)

Bir güneş buhar jeneratörü, saf suyu kirleticilerden buharlaştırma ile ayırmak için güneş enerjisini kullanan bir cihazdır. Bu cihazların, değişen verimliliği sayesinde birçok farklı versiyonu geliştirilmiştir. Daha iyi güneş buhar jeneratörleri tasarlamak için, araştırmacılar ışık emilimini, ısı yönetimini, su taşınmasını ve buharlaşmayı iyileştirmenin yollarını bulmalıdır. Shu-Hong Yu ve Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki meslektaşları, dört iyileşmeyi tek bir cihazda birleştirmek istediler. Sürdürülebilirliği ve hızlı su taşınmasına izin veren gözenekli yapısı nedeniyle jeneratörün temeli olarak odunu seçtiler.

Araştırmacılar, cihazlarını, cihazın katmanlarını birbirine bağlayan, uzun selüloz nanofiberler üreten bakterilerin yardımıyla yaptılar. Ekip, bir odun bloğunun yüzeyine bakteri ekledi ve mayalanmalarına izin verdi. Daha sonra yüzeye, mükemmel bir ısı yalıtımı sağlayan, aerosol yapıda cam kabarcıkları püskürttüler. Cam kabarcıklar, bakteriler tarafından üretilen selüloz nanofiberlere gömülerek hidrojeli oluşturdular. Son olarak, selüloz nanofiberlerle karışan, ışığı emen, su buharlaştıran bir üst tabaka oluşturmak için karbon nanotüpleri eklediler.

Cihaz, suyu odundan yukarı doğru, güneş tarafından ısıtılan ışık emici tabakaya taşıyarak çalışır. Su buharlaşır, saf su üretmek için buhar toplanır ve yoğunlaştırılır. Cam kabarcıkların yalıtım katmanı, ısının cihazdan aşağıya doğru aktarılmasını ve kaybolmasını önler, nano ölçekli yapılar da su buharlaşması için gereken enerjiyi azaltır. Sonuç olarak, yeni cihaz çoğu güneş enerjili buhar üreticisinden daha yüksek bir buharlaşma oranına ve verimliliğe sahiptir.

 

Kaynak: Purifying water with the help of wood, bacteria and the sun

Ecenur Can

İlginizi Çekebilir

Cevap yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir