Oczyszczanie wody dzięki energii słonecznej

Słodka woda to cenny towar, który wymaga ostrożnego zarządzania, zwłaszcza w obszarach wiejskich, w których kwitnie przemysł, a możliwości oczyszczania ścieków są ograniczone. Przykładowo w branży rolnej i owoców morza standardowe oczyszczanie ścieków metodą filtracji i mikrobiologiczną nie usuwa całości materii organicznej z oczyszczanej wody.

W finansowanym przez UE projekcie "Photocatalytic materials for the destruction of recalcitrant organic industrial waste" (PCATDES) wykorzystano światło słoneczne do usuwania ze ścieków zanieczyszczeń organicznych. Przedmiotem uwagi tego fotokatalitycznego podejścia jest faza końcowa procesu oczyszczania wody, a jego celem jest usunięcie materii osadowej z wytłoczyn olejowych i substancji chemicznych z hodowli ryb/krewetek.

Do oczyszczania wody często stosowana jest energia promieniowania ze światła ultrafioletowego, ponieważ niszczy ona patogeny, produkując szkodliwe wolne rodniki tlenowe. Ten proces oczyszczania można wspomóc przez zastosowanie materiału aktywowanego światłem zwanego fotokatalizatorem, który absorbuje światło i przekazuje zwiększoną energię do innych cząsteczek.

Powszechnie stosowanym fotokatalizatorem jest dwutlenek tytanu, który aktywowany światłem wchodzi w reakcję z wodą i generuje wolne rodniki hydroksylowe rozkładające cząsteczki organiczne. Aby zwiększyć energię reakcji fotokatalitycznej, zespół PCATDES zastosował powszechnie dostępne diody LED, które działają w wysokoenergetycznej fioletowo-niebieskiej części widma.

Po dokonaniu oceny aktywności i stabilności ulepszonych fotokatalizatorów, badacze zajęli się projektowaniem i konstruowaniem znormalizowanych fotoreaktorów podświetlanych diodami LED. Kolejnym krokiem będzie zwiększenie skali prototypowego reaktora i przetestowanie go w terenie, skupiając się na branży oleju palmowego i owoców morza.

Ostatecznym celem projektu PCATDES jest stworzenie opłacalnego, energooszczędnego, zautomatyzowanego, przenośnego reaktora fotokatalitycznego do oczyszczania ścieków w obszarach oddalonych. Poza uzyskaniem nowej wiedzy na temat materiałów fotokatalitycznych, wnioski uzyskane w ramach projektu zwiększą dostęp globalnej populacji do czystej i bezpiecznej wody pitnej.