Þann 19. júlí 2024 birtu kínverskir vísindamenn rannsóknarniðurstöðu um að fjarlægja örplast úr vatni í gegnum skilvirkan vettvang sólaruppgufunar (ISEP) í tímaritinu Nature Communications. Uppgufunarpallurinn getur fjarlægt örplast úr vatni á meðan hann framleiðir ferskt vatn.
Rannsóknarniðurstöðurnar voru birtar í tímaritinu Nature Communiations.
1. Skilvirk ferskvatnsframleiðslugeta
Vatnsuppgufunarpallurinn er grunnurinn að því að framleiða ferskt vatn. Það breytir ljósorku í varmaorku, stuðlar að uppgufun vatns og nær áhrifum þess að draga úr jónastyrk í vatni.
Meðan á tilrauninni stóð notuðu vísindamennirnir kolefnisfilt sem grunnefni til að undirbúa uppgufunarpallinn. Kolefnisfilt er þrívítt efni með mikla ljóshitabreytingarskilvirkni og vatnssækna porous uppbyggingu. Efnið getur breytt frásoginni sólarorku í varmaorku. Gljúp uppbygging þess auðveldar hraða flutning og uppgufun vatns, sem bætir verulega framleiðslu skilvirkni ferskvatns.
Tilraunaniðurstöðurnar sýna að uppgufunarhraði þrívíddar sólaruppgufunarpallsins (3D-ISEP) er 2,10 kg (á hvern fermetra á klukkustund) við lýsingarstyrk 1 sólar, sem er 4,5 sinnum uppgufunarhraði hreins vatns, og það sýnir stöðuga uppgufunarvirkni í mismunandi lausnum (mismunandi pH-gildi, styrkur örplasts og stærðir).
a. Skýringarmynd vatnsuppgufunarbúnaðar og innrauða mynd; b. Uppgufunarmassi vatns og tímatengsl skýringarmynd; c. Vatnsuppgufunarhraða skýringarmynd af mismunandi efnum; d. Fjöldi örplasts í mismunandi vatnssýnum; e. Smásjármyndir af sjó og þéttu vatni; f. In situ Raman confocal smásæ mynd; g. Raman litrófsmynd.
2. Öflugur hæfileiki til að fjarlægja örplast
Rannsakendur hlaða pólýetýlenimíni (PEI) á yfirborð kolefnisfilts með ígræðsluaðferð til að útbúa "kolefnisfilt-pólýetýlenimín (CP-PEI)" samsett efni. Pólýetýlenimín inniheldur mikið af amínóhópum og hefur góða aðsogsgetu fyrir örplast sem gefur samsettu efninu getu til að fjarlægja örplast í vatni.
Tilraunaniðurstöðurnar sýna að vatnsuppgufunarpallurinn sem byggður er með "kolefnisfilt-pólýetýlenimíni (CP-PEI)" samsettu efni getur náð 100% örplastfjarlægingarhraða eftir 6 klukkustundir undir 1 sólarlýsingu. Jafnvel í dimmu umhverfi hefur vatnsuppgufunarpallurinn enn 18% fjarlægingarhlutfall örplasts.
a. UV-sýnilegt litróf; b. Skýringarmynd fyrir örplastflutningskerfi af sólaruppgufunarpallinum; c. Fjarlægingarhlutfall örplasts hermt af COMSOL; d. Tengsl milli örplasts af mismunandi styrkleika og flutningshraða; e. Tengsl milli örplasts með mismunandi pH-gildum og flutningshraða; f. Tengsl mismunandi tegunda af örplasti og flutningshraða; g. Smásjármyndir af örplasti í vatnslausn á mismunandi tímum.
3. Ferskt vatn sem framleitt er af uppgufunarpallinum er hægt að drekka beint
Til að bregðast við tvíþættum vandamálum ferskvatnsskorts og vatnsauðlinda sem mengast af örplasti, veitir uppgufunarvettvangur sólarvatns sem hannaður er af vísindamönnum "vinna-vinna" lausn. Í raunverulegu sjóumhverfi getur sólaruppgufunarvettvangurinn ekki aðeins fjarlægt örplast og svifryk í sjó á áhrifaríkan hátt, heldur einnig dregið verulega úr jónastyrk. Þéttvatnið sem það útbýr getur uppfyllt viðeigandi drykkjarvatnsstaðla í heiminum.
Niðurstaða
Örplast er orðið eitt af fjórum nýju mengunarefnum sem hafa vakið mikla alþjóðlega athygli. Uppsöfnun þeirra í vatni veldur ekki aðeins mikilli mengun fyrir umhverfið heldur eitrar líkama okkar krónískt. Fjarlæging örplasts í vatni er yfirvofandi. Byrjum á litlu hlutunum í lífi okkar og notum kraft vísinda og tækni til að sigrast á þeim áskorunum sem skort á ferskvatnsauðlindum og vatnsmengun hefur í för með sér.