Jeftini desalinizator vode od otpadnih guma

Nedostatak pristupa čistoj pitkoj vodi globalni je problem, ali jeftini prijenosni uređaj za desalinizaciju vode koji pokreće solarna energija koji su razvili kanadski istraživači Sveučilišta Dalhousie iz Halifaxa mogao bi pomoći u borbi protiv nestašice vode u zemljama u razvoju ili udaljenim područjima.

Mnogo je čimbenika koji uređaj Dalovog tima čine jedinstvenim, no ključno među njima je to što se njegov dizajn usredotočuje na daleko skromniju komponentu od konkurentskih uređaja izrađenih od plemenitih metala. Tajni sastojak: rabljene gume.

Ideja proizlazi iz vatrostalne plazmonike, polja koje ima za cilj razviti toplinski i kemijski stabilne nanomaterijale koji mogu manipulirati svjetlošću na posebne načine u teškim uvjetima.

"Vatrostalni plazmonski nanomaterijali vrlo su dobri u hvatanju svjetlosti i pretvaranju te svjetlosti u toplinu", kaže  dr. Mita Dasog , izvanredna profesorica kemije, čija istraživačka skupina istražuje potencijalne primjene ove tehnologije.

Nakon stavljanja uređaja u vodu, rezultati su vidljivi gotovo trenutno. Sustav za upijanje dovodi oceansku vodu do pjenaste površine uređaja, gdje je isparavaju solarno zagrijani plazmonski materijali. Uz preostalu sol, voda se ponovno kondenzira na prozirnoj plastičnoj kupoli na vrhu uređaja i slijeva niz strane gdje se skuplja u zatvorenoj vrećici.

Testiranje u stvarnom svijetu u luci Halifax rezultiralo je dnevnim prinosima vode do 3,67 litara, što je rekordna količina za pasivni plutajući solarni destilator. Destilator može istovremeno desalinizirati, dezinficirati i dekontaminirati vodu po cijeni manjoj od jednog centa po litri, što ga čini nevjerojatno isplativim.

Uređaj se također može modificirati za generiranje male količine termoelektriciteta, što dr. Dasog i suautor studije dr. Matthew Margeson predviđaju da će biti dovoljno za pokretanje ugrađenih senzora kvalitete vode.

Plazmonski materijali koji se najčešće koriste su plemeniti metali poput zlata i srebra, koji imaju visoke performanse, ali su skupi. Da bi se solarna energija i dalje široko koristila u zemljama u razvoju, trebala bi biti napravljena od materijala koji neće ugrozili učinkovitost.

Proces poznat kao piroliza, koji uključuje zagrijavanje ugljičnog otpada na visokim temperaturama bez kisika, proizvodi pirolitički ugljen koji se može ugraditi u plazmonske titanijeve karbide, učinkovito zamjenjujući skupe plemenite metale. U plutajućoj jedinici za desalinizaciju, sloj ovog materijala tanak poput papira nalazi se na pjenastoj površini uređaja, držeći ga podalje od hladne oceanske vode i pomažući maksimiziranju lokalizacije topline.

Prikupljene su i testirane različite vrste ugljičnog otpada, uključujući talog kave, ljuske jastoga i ostatke drva breze, pri čemu se guma od autoguma pokazala kao najbolja.

S obzirom na to da gume nisu biorazgradive, da im treba stotine godina da se razgrade na odlagalištima i da ih ima u izobilju diljem svijeta, one predstavljaju jedinstvenu priliku za recikliranje. 

Sljedećeg ljeta istraživači planiraju provesti daljnja testiranja u Južnoj Aziji, s nadom da će na kraju uređaj biti dostupan diljem svijeta.