Може ли да се създаде чиста вода от въздуха? А може ли отпадни води да се пречистват като се използват по-малко и по-евтини ресурси? Изглежда може. Това поне смята Гуяхуа Ю от Тексаския университет в Остин, САЩ. Ученият грабна приза “Пробив на годината“ в категория „Инженеринг и технологии“ на глобалната среща за наука Falling Walls в Берлин през есента на 2024 г. с иноваторска технология за генериране и пречистване на вода, в която ключова роля играе слънчевата енергия.
Ю и екипът му разработват хидрогелове, които могат да абсорбират, съхраняват и освобождават големи количества вода с минимална енергия. Благодарение на своите уникални химически свойства хидрогеловете ефективно абсорбират влагата от околния въздух, а при нагряване със слънчева енергия могат да я освобождават, когато е необходимо. След това водата може да се събира и използва.
„Събирането на вода със слънчева енергия предлага новаторски начин за оползотворяване на огромните запаси от влага в атмосферата“, казва Ю пред Falling Walls. По изчисленията му става дума за резерв от около 13 трилиона тона.
Eфективно и рентабилно производство на чиста вода
Друго ключово приложение от иновацията на учения и екипа му е свързано с изпарението на морска или отпадна вода, което също се активира от слънцето. Хидрогелът абсорбира водата, докато солта и примесите остават на повърхността. Материалът работи по екологичен и устойчив начин и според иноватора е много по-ефективен от традиционните хигроскопични материали като зеолит или силициев диоксид.
Ю смята, че иновацията позволява ефективно и рентабилно производство на чиста вода от източници като атмосферна влажност, морска вода и отпадни води, което носи потенциал за облекчаване на глобалния недостиг на вода и за насърчаване на устойчивото управление на ресурсите.
Ученият и екипът му вече си сътрудничат с международни организации и колеги, които работят в същата област за справяне с глобалната водна криза. Технологията може да се окаже дори животоспасяваща в райони с недостиг на вода или райони на бедствия, смятат експерти.
Гуяхуа Ю не е единственият, който работи в областта на иновациите за устойчиво развитие. На глобалния интердисциплинарен форум Falling Walls, който се провежда в германската столица всяка година от 2009 г. насам, могат да се чуят и видят спиращи дъха пионерски изследвания и иновативни идеи, които рушат бариерите, свързани с устойчивостта.
Такава, например е разработката на Санг-Хун Ба от Вашингтонския университет, който също бе сред победителите в категория инженеринг с иновация, която улеснява съхраняването на енергията, нужна за преносима електроника и електрически автомобили.
„Системите за съхранение на енергия са изправени пред фундаментално ограничение поради присъщите свойства на използваните материали. Те или имат висок капацитет за съхранение със значителни загуби на енергия, или ниски загуби на енергия с ограничен капацитет за съхранение. Този компромис ограничава ефективността и производителността на конвенционалните кондензатори“, казва Ба пред Falling Walls.
Той и неговият екип разработват новаторски подходи, които имат потенциал да революционизират технологията.
„Успяхме да създадем много тънки, висококачествени фероелектрични материали, които показват отлични свойства за постигане на висок капацитет за съхранение на енергия. Открихме и нов фундаментален феномен, който драстично намалява загубата на енергия. Това явление позволява на кондензаторите да работят с по-висока ефективност и гарантира, че голяма част от съхранената енергия е достъпна за използване“, обяснява Ба.
Той вярва, че иновативните кондензатори, които са създали, проправят път за по-ефективни и компактни решения за съхранение на енергия в преносима електроника, електрически превозни средства и системи за възобновяема енергия.
