더러운 물에서 연료와 깨끗한 물을 생성하는 부유 장치

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케임브리지 대학의 이 장치는 태양 에너지를 사용하여 전기 없이도 어느 바다에서나 작동할 수 있습니다.

케임브리지 캠 강에서 부유 장치를 시험하고 있다. 사진: 버질 안드레이 — 케임브리지 캠 강에서 부유 장치를 시험하고 있다. 사진: *버질 안드레이*

케임브리지 대학교 연구팀은 광합성에서 영감을 받아 해수나 오염된 물에서 수소 연료와 깨끗한 물을 동시에 생산할 수 있는 태양열 장치를 개발했다고 뉴 아틀라스(New Atlas)가 11월 14일 보도했습니다. 이 장치는 외부 전원이 필요 없고 넓은 수역 어디에서나 작동할 수 있기 때문에 외딴 지역이나 자원이 부족한 곳에도 설치할 수 있습니다. 이 새로운 연구는 네이처 워터(Nature Water) 저널에 게재되었습니다.

광촉매 물 분해는 햇빛을 직접 수소로 변환하지만, 일반적으로 발전소 건설에는 정제수와 토지가 필요하며, 폐열도 발생합니다. 케임브리지 연구팀의 광촉매 장치는 처리되지 않은 모든 물을 사용할 수 있어 더욱 지속 가능한 솔루션입니다.

그들은 자외선을 흡수하는 광촉매 물질을 적외선을 흡수하여 증기를 생성하는 나노구조 탄소 메시 위에 배치했습니다. 이 증기는 광촉매 물질이 수소를 생성하는 데 사용됩니다. 물을 튕겨내도록 설계된 다공성 탄소 메시는 광촉매 물질이 물에 떠서 아래 물과 분리되도록 하여 오염 물질이 성능에 영향을 미치는 것을 방지합니다. 또한, 이러한 구조는 장치가 태양 에너지를 더욱 효율적으로 수집할 수 있도록 합니다.

연구팀은 부유 장치 상단에 자외선 흡수층을 설치하여 물을 분해하여 수소를 생성했습니다. 남은 태양 스펙트럼 빛은 장치 바닥으로 전달되어 물을 증발시킵니다. 이 과정은 물이 식물을 통과하며 잎, 줄기, 꽃과 같은 부분에서 증발하는 과정인 증산 작용을 모방합니다.

과학자들은 케임브리지 중심부의 캠 강과 제지 산업에서 발생하는 탁한 폐수를 포함한 다양한 수원에서 이 장치를 시험했습니다. 인공 해수에서 이 장치는 154시간 후에도 원래 성능의 80%를 유지했습니다. 연구팀은 광촉매 물질이 수중 오염 물질과 분리되어 비교적 건조한 상태를 유지하기 때문에 작동 중에도 안정적으로 유지될 수 있다고 밝혔습니다.

Thu Thao ( New Atlas 에 따르면)

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