汚れた水から燃料ときれいな水を生成する浮遊装置

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ケンブリッジ大学の装置は太陽エネルギーを利用して、電気なしであらゆる開放水域で作動することができます。

ケンブリッジのケム川でテストされた浮遊装置。写真: ヴァージル・アンドレイ — ケンブリッジのケム川でテストされた浮遊装置。写真:*ヴァージル・アンドレイ*

ケンブリッジ大学の研究チームは光合成にヒントを得て、海水や汚染水から水素燃料ときれいな水を同時に生産できる太陽光発電装置を開発したと、ニューアトラスが11月14日に報じた。あらゆる開水域で動作し、外部電源を必要としないため、遠隔地やリソースが限られている場所に設置できます。新たな研究がNature Water誌に掲載されました。

光触媒水分解は太陽光を直接水素に変換しますが、通常、プラントを建設するには精製水と土地が必要であり、廃熱も発生します。ケンブリッジ大学のチームが開発した光触媒装置は、未処理の水源を何でも利用できるため、より持続可能なソリューションとなります。

研究者らは、紫外線を吸収する光触媒材料を、赤外線を吸収して水蒸気を生成するナノ構造のカーボンメッシュ上に配置し、光触媒材料が水素を生成するために使用する水蒸気を発生させた。水をはじくように処理された多孔質カーボンメッシュは、光触媒材料が浮いて下の水から分離するのを助け、汚染物質がその性能に影響を与えるのを防ぎます。さらに、この構造により、デバイスは太陽エネルギーをより効率的に収集できるようになります。

研究チームは、浮遊装置の上部に紫外線吸収層を設置し、水を分解して水素を生成した。太陽スペクトルの残りの光は装置の底部に伝達され、水を蒸発させます。このプロセスは蒸散、つまり水が植物内を移動し、葉、茎、花などの部分から蒸発するプロセスをシミュレートします。

科学者たちは、ケンブリッジ中心部のケム川の水や製紙産業からの濁った廃水など、さまざまな水源でこの装置をテストした。人工海水中では、この装置は 154 時間後も初期性能の 80% を維持しました。研究チームによると、光触媒物質は水中の汚染物質から分離され、比較的乾燥した状態を保つため、装置は動作中に安定性を維持できるという。

トゥー・タオ（ニュー・アトラスによる）

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