Сетка улавливает и очищает воду от тумана

Jan 01, 2024

Часть леса араукария в тумане в Лонкимае, регион Араукания, Чили. (Фото: Getty Images)

Вы можете поделиться этой статьей в соответствии с лицензией Attribution 4.0 International.

Металлическая сетка со специальным покрытием может собирать воду из тумана и одновременно удалять загрязняющие вещества, сообщают исследователи.

В таких странах, как Перу, Боливия и Чили, люди, живущие в туманных районах, нередко вешают сети, чтобы поймать капли воды. То же самое относится и к Марокко и Оману.

Капли стекают по сетке и собираются, образуя воду для питья, приготовления пищи и стирки. Ежедневно можно собирать до нескольких сотен литров воды, используя противотуманную сеть площадью всего несколько квадратных метров. Для регионов с небольшим количеством дождевой или родниковой воды, но где туман – обычное явление, это может стать благом.

Однако одним из существенных недостатков этого метода является загрязнение атмосферы, поскольку опасные вещества также попадают в капли воды. Во многих крупных городах мира воздух настолько загрязнен, что любая вода, собранная из тумана, недостаточно чиста, чтобы ее можно было использовать в необработанном виде ни для питья, ни для приготовления пищи.

Исследователи из ETH Zurich разработали метод, который собирает воду из тумана и одновременно очищает ее. При этом используется мелкоячеистая решетка из металлической проволоки, покрытой смесью специально подобранных полимеров и диоксида титана. Полимеры гарантируют, что капли воды эффективно собираются на сетке, а затем как можно быстрее стекают в контейнер, прежде чем их сдует ветер. Диоксид титана действует как химический катализатор, расщепляя молекулы многих органических загрязнителей, содержащихся в каплях, и делая их безвредными.

«Наша система не только собирает туман, но и очищает собранную воду, а это означает, что ее можно использовать в районах с загрязнением атмосферы, например, в густонаселенных городских центрах», — объясняет Ритвик Гош. Ученый из Института исследования полимеров Макса Планка в Майнце, Гош руководил этим проектом во время длительного пребывания в ETH Zurich. Там он был членом группы, возглавляемой Томасом Шуциусом, который сейчас является профессором Калифорнийского университета в Беркли.

После установки технология практически не требует обслуживания. Более того, для регенерации катализатора не требуется никакой энергии, кроме небольшой, но регулярной дозы УФ. Полчаса солнечного света достаточно, чтобы реактивировать оксид титана на последующие 24 часа — благодаря свойству, известному как фотокаталитическая память. После реактивации УФ-излучением катализатор также остается активным в течение длительного периода времени в темноте. Поскольку в районах, склонных к туманам, периоды солнечного света часто редки, это очень полезное качество.

Новый коллектор тумана был протестирован в лаборатории и на небольшом пилотном заводе в Цюрихе. Исследователям удалось собрать 8% воды в искусственно созданном тумане и разрушить 94% добавленных в него органических соединений. Среди добавленных загрязняющих веществ были чрезвычайно мелкие капли дизельного топлива и химический бисфенол А, гормонально активный агент.

Помимо сбора питьевой воды из тумана, эту технологию можно также использовать для восстановления воды, используемой в градирнях. «В градирнях пар уходит в атмосферу. В Соединенных Штатах, где я живу, мы используем много пресной воды для охлаждения электростанций», — говорит Шутциус. «Было бы разумно собрать часть этой воды, прежде чем она утечет, и убедиться, что она чистая, на случай, если вы захотите вернуть ее обратно в окружающую среду».

Исследование результатов опубликовано в журнале Nature Sustainability.

Источник: ETH Цюрих.

DOI оригинального исследования: 10.1038/s41893-023-01159-9.

Добавьте свою информацию ниже, чтобы получать ежедневные обновления.