Çin, hipersonik silah yakıtını deniz suyundan elde ediyor.

SCMP'ye göre, Çin'deki Kuzeybatı Tarım ve Ormancılık Üniversitesi'ndeki bilim insanları, deniz suyundan borun çıkarılması ve toplanmasına olanak sağlayan yeni bir teknoloji geliştirdi.

Boron, Çin'in gelişmiş hipersonik silahlarından bazılarında kullanılan scramjet motorları için katı yakıt olarak kullanılan hafif bir elementtir. Ayrıca, endüstri ve savunmada yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan neodim-demir-bor nadir toprak mıknatıslarının önemli bir bileşenidir.

Stratejik minerallerle ilgili ticaret gerilimlerinin ortasında, borun yanı sıra neodimyum ve demirin istikrarlı bir şekilde tedarik edilmesinin küresel tedarik zincirleri için önemi giderek artmaktadır.

Boron, Çin'in hipersonik silahları için yakıt üretiminde hayati bir rol oynuyor. (Fotoğraf: SCMP)

Çin, dünyanın en büyük bor talebine sahip ülkesi olmasına rağmen, önemli bir üretici değil. Küresel bor arzının büyük çoğunluğu Türkiye ve Amerika Birleşik Devletleri'nden geliyor.

Deniz suyu, mevcut ters ozmoz arıtma teknolojisinin gideremediği ve hatta konsantrasyonunu artırabileceği çok az miktarda bor içerir. Hala bor içeren filtrelenmiş suyun uzun süreli kullanımı sağlığa zararlı olabilir.

7 Kasım'da Science Bulletin dergisinde yayınlanan bir çalışmada, araştırma ekibi güneş enerjisiyle çalışan arayüz buharlaştırma (SDIE) teknolojisinin tatlı su üretimi için sürdürülebilir bir çözüm olarak değerlendirildiğini belirtti.

Ekip, seçici adsorbanların SDIE sistemine yakın zamanda entegre edilmesinin, tatlı suyu eş zamanlı olarak ayırma ve lityum, uranyum ve sezyum gibi birçok değerli elementi geri kazanma olasılığını ortaya çıkardığını belirtti. Bu temele dayanarak, hem tatlı su üretmek hem de deniz suyundan boru ayırmak için güneş enerjisiyle çalışan bir sistem geliştirdiler.

Ekip, sodyum aljinatı baz alarak ve bunu MXene ve MgO olmak üzere iki yüksek teknoloji bileşiğiyle destekleyerek MMS adı verilen yeni bir jel üretti. MXene, buharlaşmayı hızlandıran verimli fototermal dönüşümüyle dikkat çeken, grafen benzeri bir yapıya sahip iki boyutlu bir nanomalzemedir. Bu arada, MgO, seçici bor yakalamayı sağlayan bir adsorban görevi görür.

MMS jeli 2 mm kalınlığında ince tabakalar halinde üretilir. Üst katman, ışığı emmek ve hava alışverişi yapmak için su yüzeyinde yüzerken, alt katman emme işlemini gerçekleştirmek üzere deniz suyuna batırılır.

Güneş ışığı altında, su jel yüzeyinden buharlaşarak, deniz suyunu jel içinden yukarı doğru çeken bir konsantrasyon gradyanı oluşturur. Deniz suyuyla temas eden jel kısmı sürekli olarak su ve boru emerken, içerideki MgO parçacıkları boru tutar.

Araştırma ekibine göre, MXene-MgO kompozit jel içinde buharlaşma yoluyla tatlı su üretilirken, bor jel içinde birikiyor. Laboratuvar testlerinde, sistem saatte maksimum 2,14 kg su/m2 jel buharlaşma oranına ulaştı ve 225,52 mg bor yakaladı.

MMS'nin etkinliği, benzersiz katmanlı gözenekli yapısından ve MXene ile MgO'nun birleşiminden kaynaklanmaktadır. MXene ışığı emer ve enerjiyi ısıya dönüştürürken, MgO verimli bir bor adsorbanıdır. Jel içindeki sıcaklık, konsantrasyon ve akış değişimleri de hızlandırılmış bor yakalama oranına katkıda bulunur.

Pratik uygulamasını doğrulamak için ekip, Hong Kong'da açık hava testleri gerçekleştirdi. Üç saatlik çalışmanın ardından cihazın üst kısmında yoğuşma oluştu. Nispeten zayıf Mart güneş radyasyonuna rağmen, jel yine de 5,20 kg su/m2 üretti ve 122,45 mg bor/m2 yakaladı. Yoğuşan suda bor iyonu tespit edilmedi.

Araştırma ekibine göre, MMS jeli birden çok kez yeniden kullanılabilir. Yedi döngüden sonra, bor adsorpsiyon kapasitesi %86'nın üzerinde kalırken, buharlaşma oranı neredeyse hiç azalmadı.

Araştırma projesi lideri Fan Zhimin, "Sonuçlar, MMS'nin aynı anda tatlı su üretme ve deniz suyundan veya acı sudan bor çıkarma konusunda büyük bir potansiyele sahip olduğunu gösteriyor" dedi ve ekibin teknolojinin büyük ölçekli uygulamalar için maliyetini ve ölçeklenebilirliğini değerlendirmeye devam etmek istediğini ekledi.

Hua Yu (SCMP'ye göre)

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