Ученые превращают фруктовые отходы в очистители воды

В своей простейшей форме обычный солнечный дистиллятор состоит из резервуара с питьевой водой, помещенного под прозрачную крышку. Вода испаряется, нагреваясь на солнце, конденсируясь на внутренней поверхности покрытия. Этот конденсат – чистая и чистейшая вода – стекает через крышку и собирается в отдельный сосуд для питья.

Чтобы быстрее нагреть грязную/соленую воду, ученые разработали материалы, которые плавают на их поверхности, превращая солнце в тепло. И хотя эти материалы сделаны из разных ингредиентов, в них обычно используется углерод, полученный из угля.

В поисках менее дорогой и более экологичной альтернативы доцент Эдисон Анг и его коллеги из Наньянского технологического университета в Сингапуре нашли то, что не нужно добывать и можно взять бесплатно, а в противном случае пришлось бы утилизировать – фруктовые отходы. В частности, ученые они пытались кокосовая цедра, апельсиновая цедра и банан.

В простом двухэтапном процессе карбонизации фруктовые отходы нагревали до 850ºC в течение нескольких часов и смешивали с молибденовым реагентом. Это превратило отходы в листы двумерного карбида молибдена, который принадлежит к семейству металлов, известных как MXenes. Помимо прочего, MXenes гидрофильны (притягивают воду) и обладают очень высокой эффективностью преобразования света в тепло.

При испытаниях в небольшом солнечном устройстве было обнаружено, что фототермические квадратные листы из карбида молибдена очень эффективно преобразовывают солнечный свет в тепло, заставляя лежащую под ними воду, имитирующую морскую воду, испаряться намного быстрее, чем в противном случае. А поскольку материал очень пористый, капли водяного пара могут подниматься насквозь, конденсируясь затем внутри крышки перегонного куба.

Материал, полученный из скорлупы кокосового ореха, работает лучше, так как он преобразует солнечный свет в тепло с эффективностью 94%.