Pekin merkezli Çin Bilimler Akademisi Süreç Mühendisliği Enstitüsü (IPE) ve Shenzhen Üniversitesi'nden araştırmacıların ortaklaşa yürüttüğü ve Advanced Materials dergisinde yayımlanan çalışmada, deniz suyu arıtımında ezber bozan bir yönteme imza atıldı. Deniz suyunun arıtılması, geleneksel olarak büyük miktarda elektrik tüketen ya da pahalı altyapılara bağımlı olan ters osmoz gibi yöntemler nedeniyle bugüne kadar çoğunlukla zengin ülkelerin tekelinde kalmıştı. Geliştirilen yeni yöntem ise nano parçacıkların üç boyutlu bir fototermal buharlaşma malzemesine dokunmasıyla güneş enerjisinin ısıya dönüşüm verimliliğini büyük oranda artırıyor. Deneyler, bu yeni yapının yüzde 90,2'lik bir güneş emilim oranına ulaştığını ve aynı hacimdeki deniz suyunu buharlaştırmak için gereken enerjiyi yüzde 45,7 oranında azalttığını gösterdi.
DÜĞME VE İPLİK MODELİNDEN İLHAM ALINDI
Güneş enerjisiyle buharlaştırma yönteminde kullanılan en etkili fototermal malzemeler normalde ince toz nano parçacıklardan oluşuyor. Ancak bu küçük parçacıklar bir buharlaştırma cihazına dönüştürüldüğünde un gibi topaklanarak su buharı yollarını tıkıyor ve organik polimer yapılar yoğun güneş altında zamanla çatlayarak performans kaybediyordu. Çinli ekip bu sorunu çözmek için giysi düğmelerinden ilham aldı. Nano parçacıkları tekil "düğmelere" dönüştüren ve polimer "iplikler" kullanarak bunları birbirine sıkıca diken araştırmacılar, milyarlarca nanosferi bir arada tutan dayanıklı ve üç boyutlu bir "nano-orman" yapısı inşa etti. Malzemenin dayanıklılığını test etmek için deniz suyunda 30 gün boyunca dakikada 450 devirle karıştırıldığı zorlu deniz simülasyonunda, mikroskop altında tek bir nano parçacığın bile kopmadığı saptandı.
GÜNDE 20 LİTREDEN FAZLA TATLI SU ÜRETİLDİ
Araştırmacılar laboratuvar testlerinin ardından 0,75 metrekarelik küçük bir deneme sistemi inşa etti. Güneş panelleriyle çalışan bir fanın, buharlaşma sırasında üretilen su buharını yoğuşma modülüne taşıdığı bu cihaz, doğal güneş ışığı altında günde 20 litreden fazla tatlı su üretmeyi başardı. Dünya Sağlık Örgütü'nün (DSÖ) içme suyu standartlarını karşılayan ve yaklaşık 10 kişinin temel içme ihtiyacına yeten bu su, hiçbir dış elektrik şebekesi altyapısına ihtiyaç duyulmadan 5 metrekarelik bir deneme tarlasında ıspanak, mısır ve Çin lahanasının tam büyüme döngüsü boyunca sulanmasında kullanıldı. İki yıllık işletme projeksiyonuna dayanan hesaplamalar, su üretim maliyetinin şişe suyu maliyetinin altına düşeceğini ortaya koydu. Geliştirilen teknolojinin geleceğine ilişkin IPE tarafından yapılan resmi açıklamada ise şu ifadelere yer verildi: "Ekip şu anda yoğuşma verimliliğini artırmak ve sistem maliyetlerini düşürmek için çalışıyor; amaç bu teknolojiyi su kıtlığı çeken kıyı bölgelerinde, adalarda ve uzak bölgelerde kullanılmak üzere ölçeklendirmektir."
