Нов метод за опресняване извлича бор от водата за хиперзвуковите ракети

Китайски изследователи съобщиха за двоен пробив: изобретяването на технология, която едновременно произвежда прясна вода от морската вода и извлича бор – един от компонентите на твърдото гориво за хиперзвуков двигател с пряка въздушна струя. Слънчевата светлина нагрява специален композитен гел, който чрез изпарение повдига водата и бора нагоре, като улавя елемента, преди да има възможност да се изпари.

Лекият елемент бор е необходим за направата на редкоземни магнити на основата на неодим, желязо и бор, които се използват широко в промишлеността и във военната сфера. Освен това борът се използва като компонент на твърдото гориво за двигателите с директен въздушен поток.

Китай, който е най-големият потребител на бор в света, трябва да го купува от водещите производители: Турция и Съединените щати. Морската вода съдържа следи от бор, но традиционните методи за обезсоляване чрез обратна осмоза не могат да го отделят.

Ново проучване, публикувано в списание Science Bulletin, описва метод, който не само извлича бора от морската вода, но и предотвратява навлизането му в пречистената вода.

Изследователски екип от Северозападния университет по селско и горско стопанство е разработил композитния гел на базата на натриев алгинат. В структурата му, както съобщава изданието SCMP, учените са включили двуизмерния наноматериал Mxene, известен с високата си фототермична ефективност, и магнезиев оксид, който действа като адсорбент на бора.

Гелът е оформен като тънки листове с дебелина 2 mm, като единият слой плава на повърхността на водата, поглъщайки слънчевата светлина, а другият е потопен във водата. При нагряване на слоя водата се изпарява от повърхността, създавайки градиент на концентрация, който непрекъснато издига морската вода нагоре през гела. Долният слой, който е в контакт с морската вода, едновременно абсорбира водата и благодарение на частиците магнезиев оксид улавя йоните на бора.

Лабораторните експерименти показват, че при осветяване от слънчева светлина гелът показва скорост на обезсоляване от 2,14 kg прясна вода на квадратен метър на час и абсорбира 225,52 mg бор за девет часа.

На открито, дори при сравнително слабо мартенско слънце, устройството произвежда 5,20 kg прясна вода на квадратен метър и извлича 122,45 mg бор на квадратен метър след три часа работа. В обезсолената вода не са открити никакви борови йони.

След седем цикъла на повторна употреба капацитетът на адсорбция на бор остава над 86%, като ефективността на изпаряване почти не намалява. Изследователите обясняват тези резултати с порестата структура на гела и комбинираните фототермични и адсорбционни свойства на MXene и магнезиевия оксид.

Миналата година китайски учени съобщиха за важен напредък в нискотемпературната дестилация на изотопа бор-10, който се използва в системите за контрол и защита на ядрените реактори. Тази технология позволява получаването на обогатен бор-10 с относително съдържание от 70% и увеличава възможността за масовото производство на бор-10 за нуждите на китайската ядрена енергетика.