دستگاه‌های خورشیدی وسیله‌ای هوشمندانه و ساده برای تصفیه آب کثیف یا شور هستند، اما با سرعت نسبتا کندی کار می‌کنند. اکنون مشخص شده است که افزودن یک ماده جدید عملکرد آنها را افزایش می‌دهد. این ماده از ضایعات میوه ساخته می‌شود که در صورت عدم استفاده دور ریخته می‌شوند.
یک دستگاه خورشیدی تصفیه آب معمولی در ابتدایی‌ترین شکل خود، از حوضچه‌ای از آب غیرقابل آشامیدن تشکیل شده که در زیر یک پوشش شفاف قرار گرفته است. آب با گرم شدن توسط خورشید تبخیر می‌شود و در سطح داخلی پوشش متراکم می‌شود. تراکم بخار آب خالص و تمیز به شکل مایع از روی سطح چکه می‌کند و در یک ظرف جداگانه برای نوشیدن جمع می‌شود.
به منظور گرم کردن آب کثیف یا شور با سرعت بیشتر، دانشمندان موادی ساخته‌اند که روی سطح آن شناور می‌شوند و نور خورشید را به گرما تبدیل می‌کنند و در حالی که این مواد از ترکیبات مختلفی ساخته می‌شوند اما به طور معمول در آنها از کربن به دست آمده از زغال سنگ استفاده می‌شود.
بیشتر بخوانید:
ادیسون آنگ(Edison Ang)، استادیار دانشگاه فنی نانیانگ سنگاپور و همکارانش به دنبال جایگزینی کم‌هزینه‌تر و سازگارتر با محیط زیست بودند که نیازی به استخراج نداشته باشد، دستیابی به آن رایگان باشد و در صورت عدم استفاده دفع شود و این گزینه، ضایعات میوه است. به طور خاص، دانشمندان پوسته نارگیل، پوست پرتقال و پوست موز را امتحان کردند.
در یک فرآیند کربن‌سازی دو مرحله‌ای ساده، ضایعات میوه به مدت چند ساعت در دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده شد و با یک واکنش‌دهنده مولیبدن مخلوط شدند. با انجام این کار، ضایعات به ورقه‌های کاربید مولیبدن دو بُعدی که متعلق به خانواده‌ای از فلزات معروف به مکسین(MXenes) است، تبدیل شدند. مکسین‌ها آبدوست هستند و راندمان تبدیل نور به گرمای بسیار بالایی دارند.
هنگامی که این ترکیب در یک دستگاه کوچک خورشیدی آزمایش شد، ورقه‌های مربع کاربید مولیبدن در تبدیل نور خورشید به گرما بسیار موثر عمل کردند و باعث شدند تا آب شبیه‌سازی‌شده دریا بسیار سریع‌تر از حالات دیگر تبخیر شود. از آنجایی که این ماده بسیار متخلخل است، قطرات بخار آب توانستند مستقیما از آن بالا بروند و در داخل پوشش دستگاه متراکم شوند.
مواد به دست آمده از پوسته نارگیل بهترین عملکرد را داشتند، زیرا نور خورشید را با بازده ۹۴ درصد به گرما تبدیل می‌کردند.
پروفسور آنگ و تیمش اکنون در حال توسعه بیشتر این فناوری هستند و به دنبال شرکای صنعتی برای کمک به تجاری‌سازی آن هستند.
58321
