Ученые разработали новую систему очистки воды на основе плазмы
Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле разработали новое устройство, которое использует плазменные струи и гидроксильные радикалы для очистки воды от трудно удаляемых бактерий и токсинов, – пишет Журнал Американского физического общества.
Многие из сегодняшних методов очистки воды требуют использования фильтров и химических веществ, которые нуждаются в регулярном пополнении или обслуживании. При этом миллионы людей живут в районах с ограниченным доступом к таким материалам, поэтому исследователи ищут новые варианты очистки воды с применением плазмы. Как правило, плазменная очистка воды – это дорогостоящий способ, но новый класс плазменных устройств может изменить это.
Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле изучали новый тип плазменного генератора для очистки воды. Новый генератор подает напряжение для ионизации газа при атмосферном давлении и создает много полезных побочных продуктов, включая гидроксильные радикалы, которые вызывают каскад реакций, очищающих воду.
«Мы находим способы ускорить процесс очистки, – сказал Райан Готт, докторант в области аэрокосмической инженерии. – Теоретически, если эта технология будет разработана в реальной практической системе, она сможет очищать воду при меньших затратах, чем те, которые вызваны использованием современных методов», – сказал Готт.
В то время как термин «плазма» вызывает в воображении картинки очень горячих солнечных потоков, движущихся через пространство, методы очистки воды на основе плазмы используют ее свойство генерировать реактивные свободные радикалы, делая многие соединения в воде инертными. Плазма и последующие химические реакции выделяют энергию и химические вещества, которые могут убивать даже микроцистин, который вызывает цветение водорослей, скрывающихся в нашем водоснабжении.
«Импульсы настолько быстры, что не меняют температуру воды, – сказал Готт. – Вы можете коснуться нашей плазменной струи рукой».
В отличие от более распространенных плазменных очистителей на основе озона, новое устройство базируется на производстве гидроксильных радикалов. Этот метод, предполагают ученые, обойдет некоторые препятствия, которые не под силу озоновым аналогам, а именно высокое энергопотребление и избыточное выделение тепла.
Используя оптическую эмиссионную спектроскопию, исследователи сравнивали, как разные факторы играют роль в производстве большего количества гидроксильных радикалов в их плазменном устройстве. Например, увеличение напряжения, видимо, оказывает наибольшее влияние на конечный результат за счет увеличения частоты импульсов.
В настоящее время устройство ограничено 10 киловольтами, но исследователи надеются применять более высокое напряжение в будущем.
По словам Готта, «конечной целью является разработка устройства, которое может массово применяться в тех местах, где оно больше всего необходимо».
