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浮動污水處理裝置產綠氫又有飲用水
英國研發的污水處理裝置完全由太陽能驅動﹐可以在污水或是受污染的海面上漂浮﹐然後將水轉化成氫燃料跟飲用水﹐由於適用於任何開放水源且不需要外部電源﹐有助於任何資源有限或偏鄉地方。
該設備採用的技術為光催化水分解﹐用陽光直接將水轉化為氫氣再儲存起來﹐聽起來很棒﹐但這種技術通常需要相當純淨的水﹐以及大面積土地建置工廠﹐還會產生無法利用的廢熱﹐有鑑於水資源相當寶貴﹐如果光催化裝置可以在河流﹑海洋﹑水庫或工業廢水運作﹐那就更好了。因此英國劍橋大學的研究人員受到光合作用過程的啟發﹐打造新的太陽能水處理設備﹐不僅能從污染水或海洋產生乾淨氫燃料外﹐還會產出飲用水。
研究人員表示﹐團隊將燃料生產﹑水生產整合進同一設備﹐過程相當棘手﹐以日照讓水分子分解為氫氣和氧氣﹐往往需要使用相當乾淨的水﹐任何污染物都會污染催化劑或導致不必要的化學反應﹔研究人員也表示﹐而在偏遠或開發中地區﹐乾淨水資源的重要性更不言而喻﹐傳統水處理也需要昂貴的基礎設施。
因此團隊的新方案便是將吸收紫外線的光催化劑沉積在吸收紅外線的奈米結構碳網上﹐打造良好的光和熱吸收劑﹐用產生水蒸氣讓光催化劑來製造氫氣﹐系統中還有經過防水處理的多孔碳網﹐可以讓光催化劑漂浮並遠離下方的水﹐這樣一來污染物就不會干擾光催化與水處理系統。
研究人員指出﹐傳統光催化分解水只會用到日照光譜的一區域﹐我們還可以善加利用更多光譜區域。研究人員最後在浮動裝置頂部使用白色的紫外線吸收層並透過水分解產生氫氣﹐而太陽光譜中的其餘光會照到設備底部負責來蒸發水。研究人員表示﹐透過這種方式﹐我們可以利用更多的光線用蒸汽來生產氫氣。
研究人員也以開放水源測試設備﹐包括來自康河的水和造紙工業的污濁廢水﹐在人造海水測試中﹐154小時後該設備仍維持80%初始性能。研究人員表示﹐由於光催化劑與水源中的污染物隔離﹐並且保持相對乾燥﹐因此裝置可以保持運作穩定性。
研究人員指出﹐設備非常耐污染物﹐浮動設計也允許基材在非常渾濁或泥濘的水中運作﹐他們的設備有潛力解決永續發展和循環經濟問題。研究人員表示﹐我們的設備仍然在原理證明階段﹐但如果我們要發展真正的循環經濟和朝向永續未來﹐這些都是我們需要的解決方案。
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