Nové zařízení vytáhne s pomocí Slunce a hydrogelu pitnou vodu i z Mrtvého moře  
Zapomeňte na vodu ze zálivu v australském Sydney. S touhle technologií nanostrukturovaných hydrogelů poháněných Sluncem by bylo možné vypít Mrtvé moře. Pokud byste měli dost velkou žízeň.

Nano-hydrogel v akci. Kredit: Guihua Yu.
Nano-hydrogel v akci. Kredit: Guihua Yu.

Podle OSN zahyne každý týden ve světě asi 30 tisíc lidí kvůli znečištěné vodě. Většinou jde o obyvatele rozvojových zemí. Když ale udeří nějaká rozsáhlá katastrofa, tak mají kritické problémy s pitnou a bezpečnou vodou i v těch nejrozvinutějších zemích. Pořádný hurikán nebo tropická bouře přijdou jako blesk z čistého nebe a najednou není co pít. Pro takové případy by bylo skvělé mít po ruce laciné technologie, které udělají pitnou vodu z téměř jakékoliv vody.

 

Guihua Yu. Kredit: UT Austin.
Guihua Yu.
Kredit: UT Austin.

Guihua Yu z Texaské univerzity v Austinu a jeho badatelský tým vyvinuli levnou a kompaktní technologii pro čištění vody, která je založená na hybridních nanostrukturovaných gelových materiálech. Jde o hydrogely, které mají hydrofilní a zároveň i polovodičové vlastnosti, díky kterým absorbují sluneční záření. S tímto zařízením lze získat pitnou vodu odkudkoliv, ať už z oceánu nebo nějaké žumpy na souši. Výzkum týmu Texaské univerzity publikoval časopis Nature Nanotechnology.

 

Nové zařízení pro sofistikované čištění vody. Kredit: UT Austin.
Nové zařízení pro sofistikované čištění vody. Kredit: UT Austin.

Yu se nechal slyšet, že s kolegy kompletně přepsali dosavadní technologie konvenčního solárního odpařování vody. Jejich nový typ zařízení využívá běžné sluneční záření pro pohánění odpařování, které vodu vyčistí. Soudobé solární technologie pro zpracování mořské vody obvykle zahrnují velmi drahé procesy využívající optiku ke koncentrování slunečního záření. Když to ale dělají nanostrukturované hydrogely, tak na to potřebují mnohem méně sluneční energie.

 

Vypijte si Mrtvé moře. Kredit: David Shankbone / Wikimedia Commons.
Vypijte si Mrtvé moře. Kredit: David Shankbone / Wikimedia Commons.

Nanohydrogely čistí vodu úplně neuvěřitelně. Yu a jeho spolupracovníci vyzkoušeli i vodu z Mrtvého moře, která je jednou z nejslanějších přírodních vod na světě. Bylo to drsné, ale jejich technologie čištění vody obstála. Podařilo se jim vodu z Mrtvého moře odsolit a vyčistit natolik, že odpovídala standardům Světové zdravotnické organizace a americké vládní environmentální agentury EPA.

 

První testy ukázaly, že hydrogely poháněné sluneční energií mohou získat 25 litrů pitné vody denně z jednoho čtverečního metru plochy. To by pro domácnost v krizi mělo stačit. Co je ještě lepší, hydrogely je možné snadno použít k vylepšení stávajících solárních systémů čistění a odsolování vody. Pak by nebylo nutné nahrazovat kompletně celé systémy, což by ušetřilo čas i peníze.


Autoři nové technologie věří, že jejich hydrogely mohou prorazit a být vyráběné i používané ve velkém. Dosah takové technologie by mohl být ohromující. Poptávka po čisté vodě stále roste a zřejmě se to jen tak nezmění. Nové zařízení je už patentované a teď se uvidí.

Video:  Water Purification Using Sunlight and 'Hydrogels'

Literatura

University of Texas – Austin 3. 4. 2018, Nature Nanotechnology online 2. 4. 2018.

Datum: 10.04.2018
Tisk článku

Sůl, voda, světlo - Příručka pro zdravý život - Neumayer Josef
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 266 Kč
Sůl, voda, světlo - Příručka pro zdravý život
Neumayer Josef
Související články:

Pitná voda z větrného mlýna     Autor: Ota Beran (06.03.2008)
Pitná voda z oceánu     Autor: Dagmar Gregorová (09.06.2010)
Voda ze vzduchu a zadarmo     Autor: Josef Pazdera (02.05.2012)
Voda, sůl a membrána ze 3 vrstev atomů: Přichází osmotická energetika!     Autor: Stanislav Mihulka (14.07.2016)
Nová technologie nabízí odsolování vody a těžbu lithia zároveň     Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2018)
Přes filtr z pozoruhodného grafairu můžete vypít vodu z přístavu v Sydney     Autor: Stanislav Mihulka (20.02.2018)



Diskuze:

Nové Z(a)řízení z Vás pomocí Slunce a nanostrukturovaných hydrogelů vytáhne všechny prachy.

Josef Hrncirik,2018-04-28 16:14:35

Zajistí to management hierarchicky strukturovaných čínských triád.
Z hierarchicky strukturovaných hydrogelů se voda údajně vypařuje v klastrech při menším měrném výparném (kondenzačním) teple).
Směle zahoďte tabulky i diagramy i,s vody!
Zapomeňte NA TO, že na rozdíl od HF a karbonových kyselin tvořících v páře dimery, voda je v páře jen monomer H2O 18g/mol; lehčí vzduchu cca 29 g/mol!
Neklaďte si otázku, proč by se dimerová (či clastrová) pára mimo gel jako obvykle ihned nerozpadla na monomer a tím ochlazený zbytek klastru nevysněžil či nevykroupil!
Nepozorovali by to již dávno meteorologové či SH rolníci nad rozdílně hierarchicky strukturovanými listy plodin zoufale managujících svůj pitný režim?
Údajná výparná tepla změřená DSC jsou v suppl. fig.18 (SF18) a v S.tab.1.
Čísla jsou i v rozporu s SF18. Nejspíš se triádě nepodařilo přinutit SW DSC, aby teplo podělil jen hmotou vypařené vody (místo mokrého vzorku).
Theorethickou thermodynamickou analysu triáda korunuje MD simulací výparného tepla vody v S31.
Umístěním 2000 H2O do krychle strany 70Å, tj. 172 Å3/H2O však určitě nedostali páru hustoty 0,174 kg/m3 tj. jak tvrdí, ale právě přesně 1000x řidší, tj. 172000 Å3/H2O.
Kapalnou vodu simulovali při hustotě 0,996 kg/m3, což však je rozhodně jen hustota přesycené páry.
Zdá se, že i nepodplatitelní peer reviewers byli velmi silně pod parou.
Příroda (Nature) je skutečně nevyčerpatelný zdroj nejen poučení, ale i zábavy.
Vladimíre díky, že jsem za to nemusel utratit požadovaných cca 60 dolarů!

Odpovědět


Re:I chtěná hustota páry prý dostatečně nízkých 0,174 kg/m3 při 300K je mnohem vyšší než odpovídá při nasycené tenzi par při 300K = 3506 Pa; hustota páry = 0,025 kg/m3; skutečně ale pařili ale při 174 kg/m3, i když si mysleli že jen při 0,174 kg/m3

Josef Hrncirik,2018-04-28 19:36:18

Odpovědět


DON´T PANIC!

Josef Hrncirik,2018-04-28 20:42:00

Přehání vždy.
S23 tvrdí, že pro udržení 45% RH používali supersaturated potassium carbonate, zatímco plebs je maximálně jen saturated.
Ani to snížení výparného tepla a výpar/m2 nemyslí skutečně vážně.
Z fig.6a je vidět, že bilancovaný průměr odpařovacího gelu je 28 cm, ale svítí se min. na průměr 43 cm a boky.
6d ukazuje denní iradiaci až cca 0,6 kW/m2, tj. až 7,2 kWh/m2.d.
Za den NA TO vydestilovalo 0,6 l/0,062 m2 gelu při dopadu 0,446 kWh na gel = 1,35 l/kWh = podezřelých 91% očekávaní z klasických tabulkových 1,47 l/kWh. Protože Slunce svítí na podvodné kvítí i vedle gelu a z boku, je účinnost podvodného hrnce šmejdy v Nature klamavě propagovaného max. 91*(28/43)**2 = 39%.
Za den z toho nevydojíte více než 4,1 l vody/m2 instalovaného půdorysu.
Karel se určitě mýlil, když psal, že jeho titul se neštítí žádného zločinu teprve při zisku nad 300%.

Odpovědět

Nestihli to patentovat? Francouzi také!!!

Petr Kr,2018-04-12 08:24:50

https://www.novinky.cz/veda-skoly/468368-francouzi-vyvinuli-specialni-koule-na-vyrobu-pitne-vody.html

Odpovědět

Ještě trocha jiné matematiky

Kamil Kubů,2018-04-11 08:13:13

Voda v Mrtvém moři má salinitu 342 g/kg a hustotu 1,24 kg/l. Odpařením jednoho litru této vody získáte něco přes 400 g soli a necelých 850 ml čisté vody. Po denní produkci 25 l čisté vody musí zůstat "někde" bratru takových 12 kg soli o objemu necelých 6 litrů.

Kam se ta sůl asi ztrácí, když na obrázku 3 je pouze jeden vstup se solankou a jeden výstup s již čistou destilkou vyrobenou tímto zařízením.

Odpovědět

Jan Balaban,2018-04-10 07:08:31

Úžasné. Ktovie ako obstojí v porovnaní s českým zariadením, ktoré vyrába pitnú vodu priamo z vlhkosti obsiahnutej vo vzduchu.

Odpovědět


Re:

Josef Hrncirik,2018-04-10 10:19:41

Fantas stické.
25 l vody/(den.m2) vyžaduje nejen odpařovat vodu stálým průměrným příkonem 706 W/m2 i o půlnoci, ale navíc i stejné množství tepla jako kondenzační odvádět.
Je to lepší než Novičoky.

Odpovědět


Nevymysleli to na Apríla?

Josef Hrncirik,2018-04-10 10:22:24

Odpovědět


Re: Nevymysleli to na Apríla?

Milan Křížek,2018-04-10 15:24:35

Testování v místních podmínkách Austinu probíhalo celý rok. Pokusné zařízení celou dobu předváděli a zdá se, že jim to opravdu funguje. Referee v Nature Nanotechnology, což je z pohledu impaktu slušný časopis, to také neshledali jako hloupost. Možná ale jste lepší odborník, nemohl byste uvést nějaké své práce, aby nám z toho vyplynulo, jakou váhu Vaší kritice věnovat?

Odpovědět


Re: Re: Nevymysleli to na Apríla?

Josef Hrncirik,2018-04-10 17:43:18

Marně jsem hledal článek.
Na obr.1 se z hybridniho náno-hydro gelu při osvitu v ?zapařovacím skleníku, valí pára
?nehledě na jeho rafinovanou hydrofilní a polovo divou podstatu.
Na obr.3 skutečně píší: parní generátor z ?hybridně ?hydrofilního nánogelu HNG.
Jde tedy o destilaci solárním ohřevem a přes energetickou bilanci nejede vlak.
Výparné teplo čisté vody při 25°C je cca 44 000 J/mol (18 g vody) lze najít na web či v tabulkách.
Při vypařování dochází k tepelným ztrátám do okolí sáláním i prouděním, ev. teplá solanka část tepla odnáší.
Možná dobrý sluneční kolektor má účinnost až 50% při průměrném osvětlení.
Pokud v kotli není vakuum, tj. voda nevře ve vakuu, je problém předat ji do vypařování oněch nutných průměrných cca 700 W/m2, aby se z m2/den vypařilo těch uvedených a slíbených 25 l vody.
Hlavní problém je ale odebrat z par zpět průměrně oněch 700W/m2 pro kondenzaci par.
Při nízké teplotě par ?asi méně než 60°C i ofukování chladící plochy vzduchem to nedokáže a je nutno přichlazovat vodou alespoň bohatýrsky čerpanou z Mrtvého moře.
Jejich zařízení nesledovalo kolmý dopad Slunce a mohlo tedy nadestilovat max. 1400 W*24* 3600*18/1000*44000*pí= 16 l/ 24 hod i kdyby bylo na hranici atmosféry a bez problémů s přestupy tepla.
Aby to v průměru dalo za kalendářní den 25 l/m2 muselo by to o polednách vyvařovat a chladit cca pí*oněch 700 W/m2=2220W/m2 což je fata morgana i u Dead See.

Odpovědět


Re: Re: Re: Nevymysleli to na Apríla?

Tomas Kubecka,2018-04-11 12:59:09

článek zde : https://www.nature.com/articles/s41565-018-0097-z

jinak efektivita zařízení : A floating HNG sample evaporated water with a record high rate of 3.2 kg m−2 h−1 via 94% solar energy from 1 sun irradiation, and 18–23 litres of water per square metre

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Nevymysleli to na Apríla?

Tomas Kubecka,2018-04-11 13:00:03

plus odkaz na vědeckou skupinu : http://yugroup.me.utexas.edu/

Odpovědět


Díky. Ttam to je ale za dolary. Ppříště prosím DOI. Pomocí 10.1038/s41565-018-0097-z si to na Vladimírově SCI hub stáhnu zdarma.

Josef Hrncirik,2018-04-12 07:14:57

Kvůli chemickému útoku v Dhúmě je však stažení Supplementary information nutno 2x důrazně opakovat.

Odpovědět


Re: Re: Nevymysleli to na Apríla?

Josef Hrncirik,2018-04-12 07:29:58

Je to jak jsem to psal již několikrát.
Scientological Referees v Nature a Science vedou dlouholetý nekompromisní boj, kdo dokáže do lépe impaktovaného časopisu intrudovat (vtlačit) větší Balvan.
Pod pohrůžkou, že jinak bude muset platit velmi drahé odborné konzultace, přinutili nebohého Yu, aby do závěru anotace napsal: "Skvělé výsledky byly dosaženy díky snížení latentního výparného tepla vody z molekulární sítě osvícené "přírodním slunečním světlem" ".
Na zoufalé námitky Yu, že je to proti I. větě thermodynamické byl odpovědí reffferees pouze dábelský smích a výkřiky: Vždyť tam o I. větě není ani slovíčko! Co to je první věta?
Vymluvte se na přírodní úžeh!

Odpovědět


Re: Re: Re: Nevymysleli to na Apríla?

Josef Hrncirik,2018-04-13 10:44:30

Výparné teplo lze snadno ZVÝŠIT při odpařování z gelu či sorbentu.
Proběhne to ale AŽ po uvolnění a odvedení adsorpční, smáčecí či botnací či rozpouštěcí energie.
Aby požadovaně došlo ke snížení "aktuálního; formálního") výparného tepla, musela by tam být voda extrémním násilím narvána. Pro toto znásilnění by bylo zapotřebí dodat energii, o kterou by se ev. "mohlo" výparné teplo snížit.
Proč se však rvát do otevřených dveří, když záleží toliko na změně stavu, nikoliv na cestě?
Obvykle to je na prvních 100 s učebnic FCH a dá se to pochopit i bez přírodního osvícení.
Jinak by už bylo dávno patentováno Perpetuum Mobile I. Druhu
a gelem by zevnitř obkládali kotle atomových ponorek.

Odpovědět


Re: Re:

Martin Pecka,2018-04-10 16:05:16

Ja mel za to, ze prave strukturou toho hydrogelu obejdou nutnost odparovat.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-04-10 17:45:43

Ale na videu to odpařují. A fyzika říká, že výparné teplo je cca 2500 kJ/kg. Tj. cca 720 kW příkon.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-04-10 17:48:48

Pardon 720 W.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re:

Josef Hrncirik,2018-04-10 18:32:36

Předčasně Jste prozradil skutečnou účinnost odparu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-04-10 18:38:55

Omlouvám se jim, ale když nezaplatili za mlčení.... musel jsem s pravdou ven.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Josef Hrncirik,2018-04-10 18:29:09

Struktura gelu má asi propouštět jen vodu, aby se povrch nepokrýval solí.
Spíš bych čekal černěný kovový povrch ohřívající solanku protékající na druhé straně povrchu.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace