Güneş gücüyle deniz suyunu arıtan en süratli sistem: Saatte 4 litre su üretiyor

Güney Kore’deki Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (UNIST) araştırmacıları, elektrik kullanmadan deniz suyunu içme suyuna dönüştürebilen, şimdiye kadar geliştirilen en süratli oksit tabanlı buharlaştırıcıyı üretti. Üçlü oksit yapısına sahip bu sistem, güç kaynağı olarak sadece güneş ışığını kullanıyor ve merkezinde özel bir fototermal gereç bulunuyor.

Deniz suyunun arıtılması, azalan pak su kaynakları nedeniyle giderek daha fazla değer kazanıyor. Lakin klasik tuzdan arındırma yöntemleri yüksek güç gerektirdiği için epeyce maliyetli. Bu nedenle bilim insanları, elektrik erişimi olmayan bölgelerde çalışabilecek güneş güçlü arıtma sistemleri üzerinde uzun müddettir çalışıyor.

Güneş gücüyle çalışmaları, aygıtların her yerde kullanılabilmesini sağlasa da, yavaş buharlaşma hızları bugüne kadar yaygın kullanımı sonlandırdı. UNIST’te Güç ve Kimya Mühendisliği Fakültesi’nden Prof. Ji-Hyun Jang liderliğindeki takım, bu sorunu çözmek maksadıyla dünyanın en süratli güneş takviyeli buharlaştırıcısını geliştirdi.

Sistem nasıl çalışıyor?

Bu dizaynın kalbinde, güneş ışığını emip ısıya dönüştürebilen yeni bir fototermal malzeme yer alıyor. Araştırmacılar, bu malzemeyi buharlaştırıcının yüzeyine kaplayarak deniz suyunun buharlaşma randımanını kıymetli ölçüde artırdı.

Söz konusu materyal, korozyona güçlü mangan oksit yapısındaki mangan atomlarının bir kısmının bakır ve krom ile değiştirilmesiyle elde edilen üçlü bir oksit. Araştırmacılar, bant aralığı mühendisliğiyle gerecin güneş spektrumu boyunca emme kapasitesini arttırdıklarını belirtiyor.

Klasik oksitler ekseriyetle sırf görünür ışığı soğururken, bu yeni gereç morötesinden yakın kızılötesine kadar güneş ışığının yaklaşık %97’sini absorbe edebiliyor. Bu da yüzey sıcaklığının 80°C’ye kadar çıkmasını sağlıyor. Karşılaştırıldığında, sadece bakır-mangan oksit kullanılan sistemlerde sıcaklık en fazla 74°C seviyelerine ulaşabiliyor.

Tuz birikimini önleme

Fototermal gereç buharlaşma suratını doğal sürece nazaran yaklaşık yedi kat artırsa da, buharlaşma sonrası yüzeyde kalan tuz kıymetli bir sorun olmaya devam ediyordu. Bu sorun, buharlaşma suratı ne olursa olsun, birden fazla güneş güçlü tuzdan arındırma sisteminde görülüyor.

Araştırma takımı bu sorunu çözmek için suyu emen kısımda fototermal kaplama bulunan karşıt U şeklinde bir tasarım kullandı. Ayrıca, suyu emen bir elyaf gereç ve hidrofobik polyester kumaş kullanıldı. Bu yapı suyun yüzeye taşınmasını sağlarken, tuz iyonlarının uzaklaşmasına müsaade veriyor ve böylelikle yüzeyde tuz birikmesi engelleniyor. Deneylerde, 1 metrekarelik buharlaştırıcının saatte yaklaşık 4,1 litre içilebilir su üretebildiği gözlendi.

Profesör Jang, geliştirdikleri sistemin ölçeklenebilir ve uzun ömürlü olduğunu, bu nedenle teknolojinin dünyadaki su kıtlığı meseleleri için uygulanabilir bir tahlil olabileceğini söylüyor.

Kaynak : Donanimhaber