Chiny pozyskują paliwo do broni hipersonicznej z wody morskiej.

Według SCMP naukowcy z Northwest Agricultural and Forestry University (Chiny) opracowali nową technologię, która umożliwia ekstrakcję i zbieranie boru z wody morskiej.

Bor to lekki pierwiastek stosowany jako paliwo stałe w silnikach naddźwiękowych niektórych chińskich zaawansowanych broni hipersonicznych. Ponadto jest kluczowym składnikiem magnesów ziem rzadkich z neodymu, żelaza i boru, materiału szeroko stosowanego w przemyśle i obronności.

W obliczu napięć handlowych związanych z surowcami mineralnymi o znaczeniu strategicznym, potrzeba stabilnych dostaw boru, neodymu i żelaza staje się coraz ważniejsza dla globalnych łańcuchów dostaw.

Bor odgrywa kluczową rolę w produkcji paliwa do chińskiej broni hipersonicznej. (Zdjęcie: SCMP)

Chiny mają największe na świecie zapotrzebowanie na bor, ale nie są jego znaczącym producentem. Większość światowych dostaw boru pochodzi z Turcji i Stanów Zjednoczonych.

Woda morska zawiera bardzo niewielkie ilości boru, których obecna technologia odsalania metodą odwróconej osmozy nie jest w stanie usunąć, a nawet może zwiększyć jego stężenie. Długotrwałe stosowanie filtrowanej wody, która nadal zawiera bor, może być szkodliwe dla zdrowia.

W badaniu opublikowanym 7 listopada w czasopiśmie Science Bulletin zespół badawczy stwierdził, że technologia parowania międzyfazowego (SDIE) zasilana energią słoneczną jest uważana za zrównoważone rozwiązanie w zakresie produkcji słodkiej wody.

Zespół stwierdził, że niedawna integracja selektywnych adsorbentów z systemem SDIE otworzyła możliwość jednoczesnego oddzielania wody słodkiej i odzyskiwania wielu cennych pierwiastków, takich jak lit, uran i cez. Opierając się na tym fundamencie, opracowali system zasilany energią słoneczną, który umożliwia zarówno produkcję wody słodkiej, jak i oddzielanie boru od wody morskiej.

Zespół stworzył nowatorski żel o nazwie MMS, wykorzystując alginian sodu jako bazę i uzupełniając go dwoma zaawansowanymi technologicznie związkami: MXene i MgO. MXene to dwuwymiarowy nanomateriał o strukturze przypominającej grafen, wyróżniający się wydajną konwersją fototermiczną, która przyspiesza parowanie. Natomiast MgO działa jak adsorbent, umożliwiając selektywne wychwytywanie boru.

Żel MMS jest formowany w cienkie arkusze o grubości 2 mm. Górna warstwa unosi się na powierzchni wody, pochłaniając światło i umożliwiając wymianę powietrza, natomiast dolna warstwa jest zanurzona w wodzie morskiej, co umożliwia proces absorpcji.

Pod wpływem światła słonecznego woda paruje z powierzchni żelu, tworząc gradient stężeń, który wciąga wodę morską w górę żelu. Część żelu mająca kontakt z wodą morską stale absorbuje wodę i bor, podczas gdy cząsteczki MgO wewnątrz zatrzymują bor.

Według zespołu badawczego, słodka woda powstaje w wyniku parowania w żelu kompozytowym MXene-MgO, podczas gdy bor gromadzi się w żelu. W testach laboratoryjnych system osiągnął maksymalną szybkość parowania 2,14 kg wody/m² żelu na godzinę i wychwycił 225,52 mg boru.

Skuteczność MMS wynika z jego unikalnej, warstwowej, porowatej struktury oraz połączenia MXene i MgO. MXene pochłania światło i przekształca energię w ciepło, podczas gdy MgO jest skutecznym adsorbentem boru. Zmiany temperatury, stężenia i przepływu w żelu również przyczyniają się do przyspieszenia wychwytu boru.

Aby zweryfikować jego praktyczne zastosowanie, zespół przeprowadził testy w warunkach zewnętrznych w Hongkongu. Po trzech godzinach pracy na górnej części urządzenia pojawiła się kondensacja. Pomimo stosunkowo słabego promieniowania słonecznego w marcu, żel nadal wytwarzał 5,20 kg wody/m² i wychwytywał 122,45 mg boru/m². W skroplonej wodzie nie wykryto jonów boru.

Według zespołu badawczego żel MMS można wielokrotnie wykorzystywać. Po siedmiu cyklach zdolność adsorpcji boru utrzymywała się na poziomie powyżej 86%, a szybkość parowania praktycznie nie spadła.

„Wyniki pokazują, że technologia MMS ma ogromny potencjał w zakresie jednoczesnej produkcji wody słodkiej i ekstrakcji boru z wody morskiej lub słonawej” – powiedział Fan Zhimin, kierownik projektu badawczego, dodając, że zespół chce kontynuować ocenę kosztów i skalowalności tej technologii w zastosowaniach na dużą skalę.

Hua Yu (według SCMP)

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