Chủ nhật Ngày 18/11/2018
 

Máy lọc nước bằng năng lượng mặt trời tạo ra chất khử trùng từ nước và năng lượng mặt trời
18/07/2018


Máy lọc nước đã được chế tạo tại phòng thí nghiệm của Xiaolin Zheng, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Trường Đại học Standford, là sự thay đổi quy trình nổi tiếng sử dụng năng lượng mặt trời để tách nước thành hydro, nhiên liệu đốt sạch và oxy, yếu tố cần thiết duy trì sự sống. Tuy nhiên, thay vì tách hoàn toàn oxy và hydro, quy trình mới khử oxy và oxy hóa nước tạo thành hydro peroxit hoặc H2O2. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials.

 

Chỉ cần một lượng nhỏ H2O2 cũng có thể lọc nước. Hydro peroxit khử trùng nước ở mức hàng chục phần triệu, cụ thể là khoảng hai muỗng cho 25 gallon nước. Trong các thử nghiệm sử dụng nước máy, hệ thống mới dễ dàng đạt hơn 400 phần triệu H2O2 trong 5 giờ.

PGS Zheng cho biết, nhóm nghiên cứu sẽ phải thay đổi một số nguyên liệu trong quy trình này để tạo ra hỗn hợp nước thường với hydro peroxit an toàn để uống. Nhưng các nhà khoa học cho rằng một ngày nào đó, một người khát nước có thể sử dụng bộ lọc năng lượng mặt trời trọng lượng nhẹ, đổ nước vào và chờ để tạo ra đủ H2O2 thông qua quy trình kích hoạt bằng ánh nắng mặt trời nhằm biến đổi bất cứ loại nước ngọt nào thành nước uống.

Ngoài các ứng dụng sản xuất nước uống trong tương lai, nhóm nghiên cứu cũng cho rằng hệ thống của họ phù hợp với các bể bơi tự làm sạch bằng hydro peroxit được tạo ra nhờ năng lượng mặt trời thay vì dùng clo, hoặc các trạm xử lý nước bằng năng lượng mặt trời dành cho các khu vực đang phát triển nơi nước ngọt là mặt hàng quý giá.

Nguyên liệu dồi dào

Mẫu máy lọc nước bằng năng lượng mặt trời bao gồm hai điện cực: cực dương và cực âm, được nhúng vào nước. Cực dương được chế tạo từ bismuth vanadate (BiVO4), chất bán dẫn nhạy quang. Cacbon đơn được dùng làm cực âm. Khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, chất bán dẫn bismuth vanadate đẩy các điện tử tích điện âm về phía cực âm, trong khi các lỗ mang điện tích dương chảy ngược về phía cực dương. Dòng điện tử đã biến đổi oxy thành hydro peroxit trong khi các lỗ hoạt động biến đổi nước thành hydro peroxit, tạo nên hợp chất làm sạch ở cả hai điện cực.

Đây là một bước tiến mới liên quan đến hệ thống quang điện hóa (PEC). Các hệ thống PEC đã được nghiên cứu nhiều từ những năm 1970 về khả năng chuyển đổi ánh nắng mặt trời thành nhiên liệu và các hóa chất hữu ích khác như hydro và oxy. Các thí nghiệm PEC trước đây đã tạo ra hydro peroxit nhưng không có thí nghiệm nào trong số đó thành công như nghiên cứu hiện nay.

Thật thú vị, hệ thống tạo ra hydro peroxit ở cả cực dương và cực âm. Cuối cùng, thậm chí điện năng vẫn còn được duy trì do hiệu quả của các phản ứng hóa học. Dù không phải là lớn, nhưng năng lượng bổ sung đó có thể được sử dụng để thắp sáng đèn LED như một chỉ báo cho thấy hệ thống hoạt động tốt.

Nghiên cứu sâu hơn

Các nhà khoa học cho rằng vẫn cần nghiên cứu thêm trước khi máy lọc nước sản sinh hydro peroxit có thể được sử dụng phổ biến. Quan trọng nhất là bismuth vanadate, cực dương, bản thân là độc hại và sẽ cần được thay thế bằng vật liệu nhạy quang khác tương đương.

TS Samira Siahrostami, đồng tác giả nghiên cứu và là kỹ sư nghiên cứu đã lựa chọn bismuth vanadate làm cực dương cho mẫu máy lọc nước này do hiệu quả và khả năng sản sinh hydro peroxit. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ tìm kiếm các vật liệu cực dương khác ổn định, hiệu quả và an toàn để lọc nước.

Nhóm nghiên cứu cũng khuyến nghị thay thế cực âm cacbon bằng một vật liệu khác nhạy quang hơn. Thiết kế này sẽ khai thác phạm vi ánh nắng mặt trời rộng hơn để nâng cao hiệu quả của hệ thống.

 Theo TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

· TIN CÂN ĐƯA
· Cảnh giác 2 phần mềm độc hại trên điện thoại di động
· Nước ngọt có ga làm hại tim và mắt
· Hy vọng sống cho những bệnh nhân suy tim nặng
· Phát hiện gene gây bệnh đốm da
· Mỹ đầu tư thiết kế rô bốt cứu hộ đặc biệt
· Nobel Y học 2012 "mở đường" chữa bệnh nan y
· Vitamin C có thể giúp chống loãng xương
· Chất xúc tác có thể biến khí thải thành nhiên liệu
· Công nghệ biến cải bó xôi thành máy dò bom ngăn khủng bố
  xem tiếp...  
 
tin cần đưa  
 
Triển vọng cho ra đời pin Lithium hoàn toàn rắn

Lần đầu tiên, một nhóm các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã thăm dò các tính chất cơ học của vật liệu điện phân rắn sunfua để xác định hiệu suất cơ học của vật liệu khi đưa vào pin.

Vật liệu kỷ lục co lại khi bị nung nóng

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Nagoya đã phát hiện ra vật liệu gốm dưới tác động của nhiệt, có khả năng co lại gấp 2 lần vật liệu kỷ lục trước đó.

Xốp "graphene cốt thép" nâng đỡ được gấp 3.000 lần trọng lượng của nó

Graphene hầu như ở dạng hai chiều, nhưng chính điều đó làm cho nó trở nên khó khăn để sử dụng tối ưu các lợi thế của nó như độ bền, trọng lượng nhẹ, dẫn điện và nhiệt.

Kim cương nhân tạo cắt được mọi thứ trong tự nhiên

Một nhóm nhà nghiên cứu ở Australia tạo ra loại kim cương quý hiếm thậm chí còn cứng hơn cả kim cương thật trong tự nhiên.

Những bí mật về Ai Cập cổ đại được hé lộ năm 2016

2016 là năm đánh dấu nhiều khám phá thú vị đối với nền văn minh Ai Cập cổ đại, từ hình xăm bí ẩn trên da xác ướp đến cỗ máy bảo vệ kim tự tháp.

10 thay đổi ảnh hưởng đến tương lai công nghệ

Thế giới công nghệ và kỹ thuật số luôn thay đổi từng ngày. Trong thập kỷ qua, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển chóng mặt của các ứng dụng. Và giờ đây, chúng ta lại bắt đầu nhìn thấy dự biến mất của chúng khi những xu hướng khác nổi lên. Gartner dự đoán rằng điều này sẽ còn đi xa hơn nữa.

Chất xúc tác có thể biến khí thải thành nhiên liệu

Nhóm nghiên cứu của Mỹ tình cờ phát hiện một chất xúc tác có thể biến CO2 thành ethanol để sử dụng cho các loại động cơ.

Công nghệ mới giúp chế biến sắn hiệu quả và bền vững hơn

Nghề sản xuất và chế biến sau thu hoạch sắn là hoạt động kinh tế lớn tại Đông Nam Á, Châu Phi và Châu Mỹ La-tinh. Ở nhiều nước, việc chế biến sắn được thực hiện tại các nhà máy quy mô vừa và nhỏ, hoạt động không hiệu quả. Các nhà máy này hoạt động kém hiệu quả, tiêu hao nhiều năng lượng, ảnh hưởng đến chi phí sản xuất và môi trường.

Israel, chuyện thần kỳ nông nghiệp giữa sa mạc

Thành tựu lớn nhất mà Israel đạt được là họ đã phát minh ra những công nghệ có thể tối ưu hoá nguồn nước ít ỏi và nhiễm mặn nặng của mình để làm tăng tối đa sản lượng cho cây trồng nông nghiệp...

xem tiếp...


Cảnh giác 2 phần mềm độc hại trên điện thoại di động  
 


Nước ngọt có ga làm hại tim và mắt  
 


Hy vọng sống cho những bệnh nhân suy tim nặng  
 


Phát hiện gene gây bệnh đốm da  
 


Mỹ đầu tư thiết kế rô bốt cứu hộ đặc biệt  
 


Nobel Y học 2012 "mở đường" chữa bệnh nan y  
 


Vitamin C có thể giúp chống loãng xương