دستگاههای خورشیدی وسیلهای هوشمندانه و ساده برای تصفیه آب کثیف یا شور هستند، اما با سرعت نسبتاً کندی کار میکنند. اکنون ثابت شده است که یک ماده جدید که از ضایعات میوه دور ریختنی ساخته شده است عملکرد دستگاه های تصفیه آب را افزایش می دهد.
به گزارش تکناک، یک دستگاه تصفیه آب خورشیدی معمولی در ابتدایی ترین شکل خود، از حوضچه ای از آب غیرقابل آشامیدن تشکیل شده است که در زیر یک پوشش شفاف قرار گرفته است. آب با گرم شدن توسط خورشید تبخیر می شود و در سطح داخلی پوشش متراکم می شود. این تراکم که آب خالص و تمیز است از روی پوشش می ریزد و در یک ظرف جداگانه برای نوشیدن جمع می شود.
به منظور گرم کردن آب کثیف یا شور با سرعت بیشتر، دانشمندان موادی ساخته اند که روی سطح آن شناور می شوند و نور خورشید را به گرما تبدیل می کنند. در حالی که این مواد از ترکیبات مختلف ساخته شده اند، اما از کربن به دست آمده از زغال سنگ معمولا بیشتر استفاده می شود.
به دنبال جایگزینی کمهزینهتر و سازگار با محیطزیست، پروفسور ادیسون آنگ و همکارانش در دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور به دنبال چیزی بودند که نیازی به استخراج نداشته باشد، به صورت رایگان در دسترس باشد و از مواد دور ریختنی بدست آمده باشد. آنها ضایعات میوه و به طور خاص، پوسته نارگیل، پوست پرتقال و پوست موز را امتحان کردند.
در یک فرآیند کربنسازی دو مرحلهای ساده، ضایعات میوه به مدت چند ساعت در دمای 850 درجه سانتیگراد (1562 درجه فارنهایت) حرارت داده شد و با یک واکنش دهنده مولیبدن مخلوط شد. با انجام این کار، ضایعات به ورقههای کاربید مولیبدن دو بعدی که متعلق به خانوادهای از فلزات معروف به نام MXenes است، تبدیل شد. از جمله خصوصیات دیگر، MXenes ها می توان به آب دوست بودن و راندمان تبدیل نور به گرمای بسیار بالا اشاره کرد.
هنگامی که این ضایعات میوه در یک دستگاه تصفیه آب کوچک خورشیدی آزمایش شد، ورقههای مربعی کاربید مولیبدن فتوترمال در تبدیل نور خورشید به گرما بسیار مؤثر بود و باعث شد که آب دریا با سرعت بسیار بیشتری نسبت به حالت قبلی تبخیر شود. از آنجایی که این ماده بسیار متخلخل است، قطرات بخار آب توانستند مستقیماً از آن بالا بروند و متعاقباً در داخل پوشش دستگاه متراکم شوند.
مواد به دست آمده از پوسته نارگیل بهترین عملکرد را داشتند، زیرا نور خورشید را با بازده 94درصدی به گرما تبدیل می کردند.
پروفسور آنگ و تیمش اکنون در حال توسعه بیشتر این فناوری هستند و به دنبال شرکای صنعتی برای کمک به تجاری سازی آن هستند.
