Ученые изобрели способ добывать чистую воду из воздуха

В таких странах, как Перу, Боливия и Чили, жители туманных районов нередко вывешивают сетки для улавливания капель воды. То же самое можно сказать о Марокко и Омане.

Капли стекают по сетке и собираются для получения воды для питья, приготовления пищи и стирки. С помощью противотуманной сетки площадью всего несколько квадратных метров можно собирать до нескольких сотен литров воды в день. Для регионов с малым количеством дождевой или родниковой воды, где туман — обычное явление, это может стать благом.

Однако одним из существенных недостатков этого метода является загрязнение атмосферы, поскольку в капли воды попадают и вредные вещества. Во многих крупных городах мира воздух настолько загрязнен, что вода, собранная из тумана, недостаточно чиста, чтобы использовать ее без очистки для питья или приготовления пищи.

Исследователи из ETH Zurich разработали метод, позволяющий собирать воду из тумана и одновременно очищать ее. Для этого используется плотная решетка из металлической проволоки, покрытой смесью специально подобранных полимеров и диоксида титана. Полимеры обеспечивают эффективный сбор капель воды на сетке и их быстрое стекание в контейнер, прежде чем они будут сдуты ветром. Диоксид титана выступает в качестве химического катализатора, расщепляя молекулы многих органических загрязнителей, содержащихся в каплях, и делая их безвредными.

Наша система не только собирает туман, но и очищает собранную воду, что позволяет использовать ее в районах с атмосферным загрязнением, например, в густонаселенных городских центрах, — поясняет Ритвик Гош.

Ученый из Института Макса Планка по исследованию полимеров в Майнце, Гхош выполнял этот проект во время длительной стажировки в ETH Zurich. В это время он был членом группы под руководством Томаса Шутциуса, который в настоящее время занимает должность профессора в Калифорнийском университете в Беркли.

Фотокаталитическая память

После установки технология практически не нуждается в обслуживании. Более того, не требуется никакой энергии, кроме небольшой, но регулярной дозы ультрафиолета для регенерации катализатора. Достаточно получаса солнечного света, чтобы реактивировать оксид титана еще на 24 часа — благодаря свойству, известному как фотокаталитическая память. После реактивации ультрафиолетовым излучением катализатор также остается активным в течение длительного времени в темноте. В условиях, когда в районах, подверженных туманам, солнечный свет бывает редко, это очень полезное качество.

Новый туманоуловитель был испытан в лаборатории и на небольшой опытной установке в Цюрихе. Исследователи смогли собрать 8% воды, содержащейся в искусственно созданном тумане, и разложить 94% органических соединений, которые были добавлены в него. Среди добавленных загрязняющих веществ были чрезвычайно мелкие капли дизельного топлива и химическое вещество бисфенол А, являющееся гормонально активным агентом.

Потенциальное использование в градирнях

Помимо сбора питьевой воды из тумана, данная технология может быть использована для восстановления воды, используемой в градирнях.

В градирнях пар уходит в атмосферу. В США, где я живу, мы используем большое количество пресной воды для охлаждения электростанций, — говорит Шутциус.

Имеет смысл улавливать часть этой воды до ее выхода и обеспечивать ее чистоту на случай, если вы захотите вернуть ее в окружающую среду.

Предыдущие исследования Гхоша были посвящены регенерации воды из градирен. Теперь он хотел бы усовершенствовать эту технологию и найти ей применение на рынке. Он надеется более широко использовать туман и пар в качестве до сих пор недостаточно используемого источника воды и тем самым сыграть свою роль в решении проблемы нехватки этого жизненно важного ресурса.

Результаты опубликованы в издании Nature Sustainability.

17.08.2023


Подписаться в Telegram



Экология

Российские ученые нашли на Эльбрусе цинк и медь
Российские ученые нашли на Эльбрусе цинк и медь

Биологи изучили ледники Эльбруса, и ...

Ноша последствий изменения климата ляжет на хрупкие женские плечи
Ноша последствий изменения климата ляжет на хрупкие женские плечи

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Nature Geoscience: Тысячелетия тому назад Нил был совсем другим
Nature Geoscience: Тысячелетия тому назад Нил был совсем другим

Исследователи изучили, как развивалась ре...

Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода
Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода

Новое исследование, проведенное Университетом ...

NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Виноград, выращиваемый для производства в...

Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии

Исследователи из Токийского столичного ун...

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов

Новости компаний, релизы

Московский вуз готовит профессионалов для защиты учебных заведений
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Московский Политех и ведущие российские компании запускают 79 практико-ориентированных образовательных программ
Студенты Университета МИСИС выиграли 2.8 млн рублей в хакатоне «Лидеры цифровой трансформации»
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред