Naučnici sa Nacionalnog instituta za obrazovanje/Tehnološkog univerziteta Naniang u Singapuru razvili su metodu za pretvaranje voćnih otpadaka kao što su kokosove kore, kore pomorandže i kore od banane u solarni apsorber napravljen od MKSene za efikasan proces desalinacije vode.
Singapur proizvodi preko 20.000 tona voćnog otpada godišnje, od čega većina dolazi iz sektora za cijeđenje voćnih sokova, koji koristi 50% voća, a ostatak odbacuje kao smeće, poput voćne kore. Ovo je dalo inspiraciju dr Edisonu Angu. On vidi bogatstvo tamo gde drugi vide otpad jer su otpad besplatni resursi koji se mogu koristiti za stvaranje vrednih proizvoda, kao što je MKSene u ovom primeru.
Vrsta materijala poznatog kao MKSene ima izvanredne mogućnosti konverzije svetlosti u toplotu i može se koristiti za izgradnju solarnih komora za tretman vode koristeći čistu, obnovljivu solarnu energiju. Ovaj solarni i dalje može da se napravi prenosivim i lako se postavi u ruralnim područjima sa ograničenim pristupom električnoj energiji.
Otpad od voća korišćen je za stvaranje MKSene materijala kroz proces karbonizacije u dva koraka, a ovi materijali su upotrebljeni za stvaranje solarnog apsorbera u solarnom aparatu za desalinizaciju vode. Ovaj rad je predstavljen u zbirci tema Mladi hemičari za 2022. u časopisu Journal of Materials Chemistri A.
Ključni nalazi rada su:
Glavni fokus istraživanja dr Edisona je razvoj inovativnih i isplativih metoda za pretvaranje organskog otpada u korisne materijale za solarne aparate koji prečišćavaju vodu. Grafit je uspešno napravljen od plastičnog smeća u prethodnoj studiji njegovog tima, a ovaj rad je objavljen u Journal of Materials Chemistri A.
Oba istraživanja su pokazala da se organski otpad može pretvoriti u dvodimenzionalne (2D) materijale sa višim vrednostima kao što su grafit i MKSene. Pored toga, njegova posebna struktura saća poboljšava efikasnost konverzije svetlosti u toplotu, a međuslojevi 2D strukture nude brojne puteve za brzu proizvodnju vode.
Reciklaža i ponovna upotreba organskog otpada i njihovo pretvaranje u materijale sa dodatom vrednošću, kao što je ugljenik, može da umanji negativne efekte zagađenja otpadom, a istovremeno snizi cenu MKSene ili grafitnih materijala i iskopavanje prirodnih resursa ugljenika. Kao rezultat toga, i ekonomija i životna sredina će značajno dobiti.
Pronalaženje odgovarajućih materijala za ekološki prihvatljive i efikasnije solarne aparate je glavni izazov. Obično se neorganske nečistoće mešaju sa organskim otpadom. Kao rezultat toga, postoji samo nekoliko čistih materijala koji se mogu proizvesti korišćenjem trenutnih tehnologija. Razvrstavanje različitih vrsta otpadnog materijala zahtevaće dodatni rad, kao što je zajedničko korišćenje mašinskog učenja i veštačke inteligencije kako bi se poboljšao kvalitet procesa upravljanja otpadom.
Poznato je da su komercijalne litijum-jonske baterije, koje se koriste u svemu, od pametnih telefona do električnih vozila, napravljene od grafita kao ključne komponente. MKSeni, koji su prirodno provodljivi poput grafita i imaju 2D strukturu, korisni su za skladištenje punjenja u baterijama i uskoro bi se mogli koristiti u proizvodnji baterija. MKSene napravljen od voćnog otpada stoga ima potencijalnu upotrebu koja ide dalje od prečišćavanja vode.
