Технология позволяет экономить миллионы тонн воды без затрат энергии.
Пекин, 22 апр - ИА Neftegaz.RU. Китайские материаловеды разработали природоподобный материал, который способен извлекать порядка 83% воды из выхлопных газов электростанций и промышленных предприятий без использования внешних источников энергии.
Об этом сообщается в статье, опубликованной в научном журнале Nature Water.
Структура нового материала имитирует внутреннее устройство термитника. По замыслу авторов, внедрение такой системы в трубопроводы одной теплоэлектростанции обеспечит ежегодную экономию приблизительно 270 млн т воды.
Исследование провела группа специалистов под руководством профессора Южно-китайского технологического университета в Гуанчжоу Ц. Цюя. Ученые отметили, что дефицит пресной воды в мире обостряет геополитическую обстановку и подталкивает к поиску способов более рационального использования этого критически важного ресурса.
Вдохновением для разработки послужили термитники, обитатели которых успешно выживают даже в крайне засушливых районах Африки и других материков. Секрет заключается в особой пространственной архитектуре сооружений насекомых: она способствует естественному охлаждению, конденсации влаги и предотвращает ее утечку за пределы колонии.
Китайские материаловеды предположили, что аналогичный принцип можно применить при создании фильтров для очистки промышленных выбросов в заводских трубах и охлаждающих контурах. Это позволило бы улавливать и повторно использовать значительную долю воды, уходящей с паром.
Для воспроизведения структуры термитника ученые использовали микросферы из оксида титана, напоминающие по форме морских ежей и выполняющие роль аналогов зерен грунта. Эти частицы покрыли специальными водоотталкивающими составами, которые ускоряют процесс конденсации водяного пара и способствуют образованию капель. Подобная обработка препятствует формированию тонких влажных пленок на поверхности микрочастиц.
Благодаря особой геометрии рукотворного «термитника» сконденсированная вода вытекает из конструкции под действием силы тяжести без приложения внешней энергии. Первые испытания на уменьшенной модели охладительной башни тепловой электростанции подтвердили эффективность извлечения влаги на уровне 83%. Это открывает возможность значительного сокращения потребления воды на промышленных объектах.
Термитники уже не первое десятилетие привлекают внимание инженеров и архитекторов как пример эффективной пассивной терморегуляции. Естественная система вентиляции этих сооружений поддерживает стабильную температуру и влажность внутри гнезда, что ранее находило применение в проектах зданий с низким энергопотреблением в жарком климате.
Автор: А. Шевченко