Công nghệ lọc nước sử dụng gỗ, vi khuẩn và năng lượng mặt trời
các nhà nghiên cứu đã phát triển một máy tạo hơi nước được làm từ gỗ kết hợp với sự trợ giúp của vật liệu nano sản xuất từ vi khuẩn và tận dụng nguồn năng lượng mặt trời để lọc nước.
Máy tạo hơi nước từ năng lượng mặt trời là một thiết bị sử dụng nguồn năng lượng dồi dào của mặt trời để tách nước tinh khiết khỏi các
chất ô nhiễm thông qua quá trình bay hơi.
Để thiết kế máy
tạo hơi nước mặt trời tốt hơn, các nhà nghiên cứu phải tìm cách cải thiện sự hấp thụ năng lượng mặt trời, hiệu suất sử dụng nhiệt, quá trình vận chuyển nước và bay hơi.
Shu-Hong Yu và các đồng nghiệp tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã tìm ra cách cải thiện tất cả 4 yếu tố trên vào trong
công nghệ mới của họ.
Họ chọn gỗ làm nguyên liệu nền cho máy tạo hơi nước vì tính bền vững, thân thiện môi trường và cấu trúc xốp của nó cho phép vận chuyển nước nhanh chóng.
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo thiết bị của họ với sự trợ giúp của vi khuẩn để tạo ra các sợi nano cellulose làm nhiệm vụ liên kết các lớp của thiết bị lại với nhau.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thêm vi khuẩn vào bề mặt của một khối gỗ và để cho chúng lên men. Sau đó, họ phun lên khối gỗ một lớp bong bóng thủy tinh – là những quả cầu thủy tinh rỗng với kích thước rất nhỏ tạo nên một lớp phủ cách nhiệt hoàn hảo.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã bổ sung thêm vật liệu nano carbon dạng ống lên bề mặt khối gỗ. Các ống nano carbon gắn với các sợi nano cellulose để tạo thành một lớp phủ trên cùng hỗ trợ cho quá trình hấp thụ ánh sáng và bay hơi nước.
Nước bay hơi bởi nhiệt hấp thụ từ năng lượng mặt trời và ngưng tụ để tạo ra nước tinh khiết.
Thiết bị này hoạt động bằng cách vận chuyển nước từ dưới lên trên, từ lớp gỗ đến lớp hấp thụ ánh sáng. Tại đây nước được làm nóng bởi năng lượng mặt trời và bắt đầu bay hơi. Hơi nước được thu thập và ngưng tụ để tạo ra nước tinh khiết.
Lớp bong bóng thủy tinh với khả năng cách nhiệt tuyệt vời giữ cho nhiệt lượng hấp thụ từ ánh sáng mặt trời không bị truyền xuống dưới qua thiết bị và bị mất đi.
Trong khi đó, các cấu trúc nano làm giảm năng lượng cần thiết cho quá trình bay hơi nước. Do đó, thiết bị mới có tốc độ bay hơi nhanh hơn và hiệu quả cao hơn hầu hết các máy tạo hơi nước mặt trời hiện có.
Thiết bị đạt được tốc độ bay hơi rất cao vào mức 2,9 kg nước (xấp xỉ 2,9 lít) trên một mét vuông trong vòng 1 giờ đồng hồ và hiệu suất chuyển hóa năng lượng mặt trời sang bay hơi nước đạt 80%.
Bằng cách sử dụng nguyên liệu tự nhiên, sinh học và thân thiện với môi trường như gỗ, vi khuẩn, năng lượng mặt trời, thiết kế này đặc biệt hứa hẹn cho một công nghệ lọc nước hiệu quả và đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững trong tương lai.
Nguồn: sciencedaily.com