Ako vyzerali svadobné šaty Sisi? Skrývali sa na skromnom portréte
Sú známe mnohé portréty krásnej cisárovnej Sisi. Aké však boli jej svadobné šaty? Tajomstvo možno ukrýval zabudnutý obraz z Česka.
Táto odsoľovacia technológia môže priniesť vodu, ktorá je lacnejšia ako balená voda
Nový materiál premieňa slnečné žiarenie na pitnú vodu bez jedinej kilowatthodiny zo siete.
Nedostatok sladkej vody patrí k najnaliehavejším globálnym výzvam. Tradičné odsoľovacie zariadenia fungujú väčšinou na princípe reverznej osmózy. Sú energeticky mimoriadne náročné, takže je to technológia dostupná predovšetkým bohatým krajinám s prístupom k lacným zdrojom energie.
Čínski vedci teraz predstavili prototyp, ktorý tento problém obchádza úplne iným spôsobom: poháňa ho výlučne slnečné svetlo.
Nanovlákna namiesto elektriny
Za prelomom stojí spoločný výskum Ústav procesnej techniky Čínskej akadémie vied a Šenčenskej univerzity. Vedecký tím vyvinul nový typ tzv. fototermálneho materiálu. Je to látka, ktorá pohlcuje slnečné žiarenie a premieňa ho na teplo, ktoré je potrebné na odparovanie vody.
Doterajšie fototermálne materiály mali zásadný nedostatok: buď sa zlepovali do hrudiek podobne ako múka, alebo pri intenzívnom slnečnom žiarení rýchlo degradovali.
Čínski výskumníci tento problém vyriešili novou trojrozmernou architektúrou – dutými nanočasticami vpletenými do polymérových vláken. Pripomínajú akýsi hustý les.
Táto štruktúra zabraňuje zlepovaniu a zároveň núti slnečné svetlo opakovane sa odrážať vnútri materiálu, čím sa výrazne zvyšuje jeho schopnosť pohlcovať energiu.
Výsledky sú podľa štúdie výrazne pozitívne. Materiál dosahuje mieru pohltenia slnečnej energie až 90,2 % a znižuje množstvo energie potrebnej na odparenie rovnakého objemu morskej vody o 45,7 % v porovnaní s konvenčnými metódami.
Rýchlosť odparovania dosiahla 38,14 kg/(m²·h). To je až 8,5-násobne viac, než aké boli doteraz zaznamenané pri dvojrozmerných membránových systémoch.
Ako to funguje
Princíp je pomerne jednoduchý. Fototermálny materiál zachytáva slnečné žiarenie a rýchlo zohrieva tenkú vrstvu morskej vody, ktorá ho obklopuje.
Pri odparovaní zostáva soľ v zariadení a vznikajúca vodná para potom kondenzuje na sladkú vodu. Keďže systém koncentruje teplo presne tam, kde dochádza k odparovaniu, namiesto zohrievania celého objemu vody spotrebúva výrazne menej energie než tradičné tepelné odsoľovacie metódy.
Najpresvedčivejším dôkazom funkčnosti technológie bol vonkajší test, ktorý prebiehal počas celého roka.
Zariadenie fungovalo počas tohto obdobia so stabilným výkonom výlučne na slnečnú energiu, teda bez akéhokoľvek pripojenia na elektrickú sieť.
Vyrobenou sladkou vodou sa podarilo zavlažovať plochu približne 5 m2 poľnohospodárskej pôdy počas celého vegetačného cyklu, konkrétne pri pestovaní špenátu, kukurice a čínskej kapusty.
Lacnejšia ako balená voda? Áno, ale…
Titulky médií po celom svete upozornili na tvrdenie, že vyrobená voda by mohla byť lacnejšia než balená voda z obchodu. Toto tvrdenie si však vyžaduje kontext.
Nejde o to, že si spotrebitelia zajtra budú môcť kúpiť odsolenú vodu lacnejšie než fľašu z obchodu. Výskumníci odhadujú, že po približne dvoch rokoch prevádzky by sa kumulatívne náklady na produkciu sladkej vody týmto solárnym systémom dostali pod úroveň výrobných nákladov na balenú vodu.
Ide teda o dlhodobú produkčnú ekonomiku, nie o okamžitú maloobchodnú cenu. So zväčšovaním rozsahu výroby a dlhšou prevádzkou sa očakáva, že ekonomická výhodnosť technológie sa bude ešte zvyšovať.
Mohlo by vás zaujímať
COROS VERTIX 2. Prvé hodinky so satelitným navigačným systémom s dvojitou frekvenciou.
Cesta do praxe
Napriek sľubným výsledkom zostáva táto technológia vo fáze prototypu. Ročná stabilita vo vonkajších podmienkach je síce povzbudivý signál, ale komerčné nasadenie si vyžiada oveľa rozsiahlejšie overenie.
Vedci budú musieť preukázať, že materiál zostane odolný v priebehu viacerých rokov prevádzky, že ho možno vyrábať vo veľkom meradle, že bude fungovať konzistentne v rôznych klimatických podmienkach a že obstojí v testoch dlhodobého znečistenia povrchu soľou.
Ak sa tieto výzvy podarí prekonať, technológia by mohla priniesť praktické riešenia pre regióny trpiace nedostatkom sladkej vody. Týka sa to najmä pobrežných komunít a odľahlých oblastí bez stabilného prístupu k elektrickej sieti, kde sú konvenčné odsoľovacie zariadenia ekonomicky nedostupné.
Mohlo by vás zaujímať
Továreň, ktorá sa učí sama: Riadiť ju bude umelá inteligencia
Slnko ako univerzálny zdroj
Význam výskumu presahuje samotné odsoľovanie. Solárne tepelné odparovanie predstavuje sľubnú alternatívu k fosílnym palivám aj v ďalších oblastiach úpravy vody, no doteraz ho limitovali práve obmedzenia materiálov.
Ak sa čínskemu tímu podarí škálovať technológiu z laboratórneho prototypu na komerčný produkt, mohlo by ísť o jeden z výrazných krokov smerom k udržateľnému riešeniu globálneho nedostatku sladkej vody. A ten by poháňal jediný zdroj, ktorý je takmer všade zadarmo.
Text: Zázračná planéta
Foto: Shutterstock
1/1
