En billig organisk dampgenerator til at rense vand

Det er blevet anslået, at en fjerdedel af verdens børn i 2040 vil bo i regioner, hvor der mangler rent og drikkeligt vand. Afsaltning af havvand og rensning af spildevand er to mulige metoder til at afhjælpe dette, og forskere ved Linköpings Universitet har udviklet en billig og miljøvenlig dampgenerator til at afsalte og rense vand ved hjælp af sollys. Resultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet Avancerede bæredygtige systemer .

"Dampproduktionshastigheden er 4-5 gange højere end for direkte vandfordampning, hvilket betyder, at vi kan rense mere vand, siger lektor Simone Fabiano, leder af Organic Nanoelectronics-gruppen i Laboratory of Organic Electronics.

Dampgeneratoren består af en aerogel, der indeholder en cellulosebaseret struktur dekoreret med den organiske konjugerede polymer PEDOT:PSS. Polymeren har evnen til at absorbere energien i sollys, ikke mindst i den infrarøde del af spektret, hvor meget af solens varme transporteres. Aerogelen har en porøs nanostruktur, hvilket betyder, at store mængder vand kan optages i dens porer.

"Et 2 mm lag af dette materiale kan absorbere 99% af energien i solens spektrum, siger Simone Fabiano.

Et porøst og isolerende flydende skum er også placeret mellem vandet og aerogelen, sådan at dampgeneratoren holdes flydende. Varmen fra solen fordamper vandet, mens salt og andre materialer forbliver tilbage.

"Aerogelen er holdbar og kan rengøres i, for eksempel, saltvand, så det kan bruges igen med det samme. Dette kan gentages mange gange. Vandet, der passerer gennem systemet ved fordampning, bliver til drikkevand af meget høj kvalitet, " forsikrer Tero-Petri Ruoko. Han er postdoc i Laboratory of Organic Electronics og en af ​​artiklens forfattere.

"Det, der er særligt rart ved dette system er, at alle materialer er miljøvenlige - vi bruger nanocellulose og en polymer, der har en meget lav indvirkning på miljøet og mennesker. Vi bruger også meget små mængder materiale:aerogelen består af 90 % luft. Vi håber og tror på, at vores resultater kan hjælpe de millioner af mennesker, der ikke har adgang til rent vand, siger Simone Fabiano.

Aerogelen blev udviklet af Shaobo Han inden for rammerne af hans doktorgradsstudier i Laboratory of Organic Electronics, under professor Xavier Crispins supervision. Resultatet blev præsenteret i tidsskriftet Advanced Science i 2019, og er beskrevet på nedenstående link. Efter at have taget sin doktorgrad, Shaobo Han er vendt tilbage til Kina for at fortsætte forskningen på området.