Китайские учёные разработали новый трёхмерный фототермический материал, который значительно повышает производительность солнечных опреснителей. Разработка Института инженерной химии Китайской академии наук и Шэньчжэньского университета может помочь в решении проблемы нехватки пресной воды в засушливых и удалённых регионах.
Новый материал, созданный по образцу природных «нанолесов», объединяет полые многослойные структуры и полимерные цепи. Такая архитектура максимально поглощает солнечный свет и эффективно транспортирует воду, что почти на 46% снижает энергию, необходимую для испарения. Производительность достигает 38,14 кг воды с квадратного метра в час – это примерно в 8,5 раза выше, чем у традиционных двухмерных мембран.
Материал показал высокую прочность и химическую стабильность. В ходе 30-дневных испытаний, имитирующих непрерывное воздействие морской воды, он не продемонстрировал признаков разрушения или деградации.
Полевые испытания подтвердили практическую пользу технологии. Опытная установка площадью 0,75 кв. м, работающая только от солнечного света, стабильно производила свыше 20 литров пресной воды в сутки. Этого объёма достаточно для обеспечения базовых потребностей десяти человек. Анализ показал, что качество полученной воды полностью соответствует нормативам Всемирной организации здравоохранения.
Кроме того, полученную воду успешно использовали для орошения экспериментального участка площадью 5 кв. м, на котором выращивали шпинат, кукурузу и китайскую капусту. Растения прошли полный цикл роста, что доказывает пригодность технологии и для нужд сельского хозяйства. По предварительным расчётам, себестоимость опреснённой таким способом воды при двухлетней эксплуатации может оказаться ниже рыночной цены бутилированной воды. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.