دانشمندان دستگاهی ساخته‌اند که آب آلوده را تمیز کرده و آن را به سوخت هیدروژن پاک تبدیل می‌کند.

از این دستگاه «ساده»‌ می‌توان در مناطق بدون منابع طبیعی یا جا‌هایی که مردم دور از امکانات شهری زندگی می‌کنند، استفاده کرد. پژوهشگران سازنده این دستگاه می‌گویند این تنها یک نمونه از راه‌حل‌های متعددی است که برای رسیدگی به [مشکلات] آلودگی و دسترسی مردم به سوخت و آب تمیز لازم است.

این سیستم با الهام از فتوسنتز ، فرآیندی که گیاه نور را به غذا تبدیل می‌کند، ساخته شده است. اما نسخه‌های پیشین آن «برگ‌های مصنوعی» با منابع آب پاکیزه کار می‌کردند – درحالی‌که این دستگاه جدید می‌تواند از آب آلوده استفاده کرده و حتی همزمان آب آشامیدنی تمیز تولید کند.

به این ترتیب، دانشمندان فکر می‌کنند که این دستگاه می‌تواند همزمان به حل دو مشکل کمک کند:‌ تولید سوخت سبز و زدودن آلودگی آب به طوری که آماده نوشیدن باشد.

چانون پورن‌رونگروج، از دانشگاه کمبریج و نویسنده ارشد این مقاله، گفت: «جمع کردن تولید سوخت خورشیدی و تصفیه آب در یک دستگاه کاری دشوار است.»

«جداسازی آب با هدایت خورشیدی، که مولکول‌های آن به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود، باید با آب کاملا خالص شروع شود چون هر نوع آلودگی این کاتالیزور را آلوده کرده یا باعث واکنش‌های جانبی ناخواسته شیمیایی می‌شود.»

در این سیستم از یک شبکه کربنی برای جذب نور و گرما استفاده شده که آب را جذب می‌کند و سپس با کاتالیزگر نوری [فوتوکاتالیست] به هیدروژن مناسب سوخت تبدیل می‌شود. این شبکه کربن بخار آب تولید می‌کند، به طوری که این سیستم می‌تواند شناور شده و قسمت‌های مهم آن در مجاورت آب آسیب نبیند.

این دستگاه نسبت به نمونه‌های پیشین که تنها از بخشی کوچک از طیف نور استفاده می‌کردند، قادر است انرژی بیشتری از خورشید بگیرد. سیستم جدید برای جذب اشعه فرابنفش یک لایه سفید در بالا دارد و از بقیه طیف نور برای تبخیر آب در قسمت پایین‌تر استفاده می‌شود.

دکتر پورن‌رونگروج گفت: «به این ترتیب، ما از نور بهتر استفاده می‌کنیم – این بخار را برای تولید هیدروژن دریافت می‌کنیم، و باقی بخار آب است. به این ترتیب واقعا از [کارکرد] یک برگ واقعی تقلید کرده‌ایم چون توانسته‌ایم فرآیند تعریق را ادغام کنیم.»

پژوهشگران سازنده این دستگاه پیشرفته تاکید کردند که ساخت این سیستم ساده است و به‌ویژه با آب بسیار آلوده نیز کار می‌کند. به گفته آن‌ها، به همین دلیل این دستگاه ممکن است راهی مهم برای پیشروی به سمت آینده‌ای پایدار باشد – حتی اگر اکنون فقط یک اثبات مفهوم باشد.

اروین رایسنر، از کمبریج که این مطالعه را هدایت می‌کرد گفت: «بحران اقلیمی و مشکلات پیرامون آلودگی و سلامتی ارتباطی نزدیک به یکدیگر دارند و توسعه یک رویکرد که بتواند به رفع هردو کمک کند برای بسیاری از مردم تحول‌آفرین است.»

درباره این دستگاه در مقاله‌ای جدید با نام «صفحه‌های ترکیبی فتوترمال - فتوکاتالیست برای جداسازی آب با هدایت خورشیدی همراه با تصفیه آب» که امروز در نیچر واتر منتشر شد، توضیح داده شده است.