케임브리지 대학의 장치는 태양에너지를 사용하여 전기가 없어도 모든 열린 바다에서 작동할 수 있습니다.
케임브리지의 캠 강에서 부유 장치가 시험되었습니다. 사진: 버질 안드레이
케임브리지 대학의 한 팀이 광합성에서 영감을 얻어 해수나 오염된 물에서 수소 연료와 깨끗한 물을 동시에 생산할 수 있는 태양열 장치를 개발했다고 New Atlas가 11월 14일 보도했습니다. 이 장치는 개방된 수역에서 작동하고 외부 전원이 필요하지 않으므로 멀리 떨어진 지역이나 자원이 제한된 장소에 설치될 수 있습니다. Nature Water 저널에 새로운 연구가 게재되었습니다.
광촉매 물 분해는 햇빛을 직접 수소로 전환하지만, 일반적으로 발전소를 짓기 위해 정제된 물과 땅이 필요하며 폐열도 발생합니다. 케임브리지 대학의 연구팀이 개발한 광촉매 장치는 처리되지 않은 모든 수원을 활용하기 때문에 더욱 지속 가능한 솔루션입니다.
그들은 자외선을 흡수하는 광촉매 물질을 적외선을 흡수하는 나노구조 탄소 메시에 배치하여 수증기를 생성하고, 광촉매 물질은 이 수증기를 사용하여 수소를 생산합니다. 물을 튕겨내도록 처리된 다공성 탄소 메시는 광촉매 물질이 아래의 물과 떠서 분리되도록 돕고, 오염 물질이 성능에 영향을 미치지 않도록 방지합니다. 또한, 이 구조는 장치가 태양 에너지를 더욱 효율적으로 수확할 수 있게 해줍니다.
연구팀은 부유 장치 위에 자외선 흡수층을 두어 물을 분해해 수소를 생산했습니다. 태양 스펙트럼에 남은 빛은 장치 바닥으로 전달되면서 물이 증발합니다. 이 과정은 증산작용을 시뮬레이션한 것입니다. 증산작용은 물이 식물 내부를 이동하면서 잎, 줄기, 꽃과 같은 부분에서 증발하는 과정입니다.
과학자들은 케임브리지 중심부에 있는 캠 강의 물과 제지 산업에서 나오는 탁한 폐수를 포함한 다양한 수원을 이용해 이 장치를 테스트했습니다. 인공 해수에서는 154시간 후에도 장치가 초기 성능의 80%를 유지했습니다. 연구팀은 광촉매 물질이 물 속 오염물질로부터 분리되어 비교적 건조한 상태를 유지하기 때문에 장치가 작동하는 동안 안정성을 유지할 수 있다고 밝혔습니다.
투 타오 ( New Atlas 에 따르면)
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