Mithilfe von Solarenergie kann das Gerät der Universität Cambridge in jedem offenen Gewässer ohne Elektrizität betrieben werden.
Schwimmendes Gerät auf dem Fluss Cam, Cambridge, getestet. Foto: Virgil Andrei
Inspiriert durch die Photosynthese hat ein Team der Universität Cambridge ein solarbetriebenes Gerät entwickelt, das aus Meerwasser oder verschmutztem Wasser gleichzeitig Wasserstoff als Kraftstoff und sauberes Wasser erzeugen kann, berichtete New Atlas am 14. November. Da es in jedem offenen Gewässer funktioniert und keine externe Stromquelle benötigt, kann das Gerät in abgelegenen Gebieten oder an Orten mit begrenzten Ressourcen installiert werden. Neue Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Nature Water veröffentlicht.
Bei der photokatalytischen Wasserspaltung wird Sonnenlicht direkt in Wasserstoff umgewandelt, für den Bau der Anlage sind allerdings in der Regel gereinigtes Wasser und Land erforderlich, außerdem entsteht Abwärme. Das vom Team der Universität Cambridge entwickelte Photokatalysatorgerät nutzt jede unbehandelte Wasserquelle und stellt somit eine nachhaltigere Lösung dar.
Sie platzierten das photokatalytische Material, das ultraviolettes Licht absorbiert, auf einem nanostrukturierten Kohlenstoffnetz, das Infrarotlicht absorbiert, um Wasserdampf zu erzeugen, den das photokatalytische Material zur Herstellung von Wasserstoff verwendet. Das poröse, wasserabweisend behandelte Kohlenstoffnetz trägt dazu bei, dass das photokatalytische Material aufschwimmt und sich vom darunter liegenden Wasser trennt. So wird verhindert, dass Schadstoffe seine Leistung beeinträchtigen. Darüber hinaus ermöglicht diese Struktur dem Gerät, Sonnenenergie effizienter zu nutzen.
Das Team verwendete eine ultraviolettes Licht absorbierende Schicht auf der Oberseite des schwimmenden Geräts, um durch Wasserspaltung Wasserstoff zu erzeugen. Das verbleibende Licht des Sonnenspektrums wird an den Boden des Geräts übertragen und lässt das Wasser verdunsten. Dieser Vorgang simuliert die Transpiration – den Vorgang, bei dem Wasser durch eine Pflanze fließt und aus Teilen wie Blättern, Stängeln und Blüten verdunstet.
Wissenschaftler testeten das Gerät mit verschiedenen Wasserquellen, darunter Wasser aus dem Fluss Cam im Zentrum von Cambridge und trübes Abwasser aus der Papierindustrie. In künstlichem Meerwasser behielt das Gerät nach 154 Stunden 80 % seiner ursprünglichen Leistung. Da das photokatalytische Material von den Verunreinigungen im Wasser getrennt ist und relativ trocken bleibt, könne das Gerät während des Betriebs seine Stabilität bewahren, sagte das Team.
Thu Thao (Laut New Atlas )
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