Kína tengervízből nyeri ki a hiperszonikus fegyverekhez szükséges üzemanyagot.

Az SCMP szerint az Északnyugati Mezőgazdasági és Erdészeti Egyetem (Kína) tudósai kifejlesztettek egy új technológiát, amely lehetővé teszi a bór kinyerését és összegyűjtését a tengervízből.

A bór egy könnyű elem, amelyet szilárd üzemanyagként használnak Kína néhány fejlett hiperszonikus fegyverének scramjet hajtóműveiben. Ezenkívül kulcsfontosságú alkotóeleme a neodímium-vas-bór ritkaföldfém mágneseknek, amelyek széles körben használatosak az iparban és a védelemben.

A stratégiai ásványokkal kapcsolatos kereskedelmi feszültségek közepette a bór, a neodímium és a vas mellett a stabil ellátás iránti igény egyre fontosabbá válik a globális ellátási láncok számára.

A bór kulcsszerepet játszik Kína hiperszonikus fegyvereinek üzemanyag-termelésében. (Fotó: SCMP)

Kína rendelkezik a világ legnagyobb bórkeresletével, de nem jelentős termelő. A globális bórkínálat nagy része Törökországból és az Egyesült Államokból származik.

A tengervíz nagyon kis mennyiségű bórt tartalmaz, amelyet a jelenlegi fordított ozmózisos sótalanító technológia nem tud eltávolítani, sőt akár növelheti is a koncentrációt. A bórt még tartalmazó szűrt víz hosszú távú használata káros lehet az egészségre.

A Science Bulletin folyóiratban november 7-én megjelent tanulmányban a kutatócsoport kijelentette, hogy a napenergiával működő interfészpárolgási (SDIE) technológiát fenntartható megoldásnak tekintik az édesvíz-termelésben.

A csapat kijelentette, hogy a szelektív adszorbensek SDIE rendszerbe való integrálása lehetőséget nyitott az édesvíz egyidejű elválasztására és számos értékes elem, például lítium, urán és cézium kinyerésére. Erre az alapra építve kifejlesztettek egy napenergiával működő rendszert, amely egyszerre képes édesvizet előállítani és a bórt elválasztani a tengervíztől.

A csapat egy újszerű gélt, az MMS-t állította elő, nátrium-alginátot használva alapként, és két high-tech vegyülettel, MXene-nel és MgO-val kiegészítve. Az MXene egy kétdimenziós nanomateriál grafénszerű szerkezettel, amely hatékony fototermikus átalakulásával figyelemre méltó, ami felgyorsítja a párolgást. Eközben az MgO adszorbensként működik, lehetővé téve a bór szelektív megkötését.

Az MMS gélt 2 mm vastag vékony lemezekké alakítják. A felső réteg a víz felszínén úszik, elnyeli a fényt és cseréli a levegőt, míg az alsó réteg tengervízbe merül, hogy végrehajtsa az abszorpciós folyamatot.

Napfény alatt a víz elpárolog a gél felületéről, koncentrációgradienst hozva létre, amely a tengervizet a gélen keresztül felfelé húzza. A gél tengervízzel érintkező része folyamatosan elnyeli a vizet és a bórt, míg a bennük lévő MgO-részecskék megtartják a bórt.

A kutatócsoport szerint az édesvíz az MXene-MgO kompozit gélen belüli párolgás révén keletkezik, míg a bór a gél belsejében halmozódik fel. Laboratóriumi tesztek során a rendszer óránként 2,14 kg víz/m2 gél maximális párolgási sebességet ért el, és 225,52 mg bórt kötött ki.

Az MMS hatékonysága egyedi réteges porózus szerkezetéből, valamint az MXene és az MgO kombinációjából fakad. Az MXene elnyeli a fényt és hővé alakítja az energiát, míg az MgO hatékony bóradszorbens. A gélen belüli hőmérséklet, koncentráció és áramlás változásai szintén hozzájárulnak a gyorsított bórbefogási sebességhez.

A gyakorlati alkalmazhatóság ellenőrzésére a csapat kültéri teszteket végzett Hongkongban. Három óra működés után páralecsapódás jelent meg a készülék felső részén. A viszonylag gyenge márciusi napsugárzás ellenére a gél továbbra is 5,20 kg vizet termelt négyzetméterenként, és 122,45 mg bórt kötött meg négyzetméterenként. A kondenzált vízben nem mutattak ki bórionokat.

A kutatócsoport szerint az MMS gél többször is felhasználható. Hét ciklus után a bóradszorpciós kapacitás 86% felett maradt, míg a párolgási sebesség alig csökkent.

„Az eredmények azt mutatják, hogy az MMS nagy potenciállal rendelkezik az édesvíz előállításában és a bór tengervízből vagy brakkvízből történő kinyerésében egyidejűleg” – mondta Fan Zhimin, a kutatási projekt vezetője, hozzátéve, hogy a csapat folytatni kívánja a technológia költségeinek és skálázhatóságának értékelését nagyméretű alkalmazások esetén.

Hua Yu (az SCMP szerint)

Forrás: https://vtcnews.vn/trung-quoc-chiet-xuat-nhien-lieu-vu-khi-sieu-thanh-tu-nuoc-bien-ar992127.html