如何用水果废料制作净水器?

新加坡科学家已经证明，果皮可以用来净化水，这一创新可以应用于电力供应有限的偏远地区和灾区。

纳米技术团队，由助理教授Ang，总部设在新加坡南洋理工大学国立教育研究所自然科学与科学教育他们的研究结果发表在欧洲化学杂志下2022年青年化学家特别收藏．

变废为宝

新加坡每年产生约2万吨水果垃圾，其中大部分是果汁行业产生的，该行业使用了50%的水果，而丢弃了剩余的水果，如果皮。这启发了爱迪生·昂博士。当其他人看到浪费时，他看到了财富的来源，因为废物是免费的资源，可以转化为有价值的产品，在这种情况下，MXene。MXene是一类具有优异光热转换性能的材料，可用于利用可再生太阳能制造用于水净化的太阳能蒸馏器。这种太阳能仍然可以携带，并且很容易部署在电力供应有限的偏远地区。

MXene可以从水果废料中制成，用于太阳能脱盐

采用两步炭化法，利用椰子壳、橘子皮和香蕉皮等常见水果废料制备MXene材料。然后，这些MXene材料被用于制造太阳能吸收器，用于海水淡化的太阳能蒸馏器。

本文的主要发现如下:

• 从水果废料中提取的MXenes表现出了90%的出色的光热转换效率，比商业太阳能吸收器高出近30%，比现有的太阳能蒸馏器提高了约50%的产水率。
• 在这项工作中，MXene材料比商业替代品更便宜，因为其中一种反应物来源是从水果废料中免费获得的。
• 自制太阳能蒸馏器原型生产的纯净水符合世界卫生组织(WHO)饮用水标准。

回收废物，创造财富，生产清洁的水

爱迪生博士的主要研究兴趣是探索不同的有机废物，并将其转化为使用太阳能蒸馏器进行水净化的有价值的材料。在之前的研究中，他的团队从塑料垃圾中生产石墨，用于类似的目的，这项工作发表在《科学》杂志上材料化学杂志A下2022年新兴研究者收藏主题。

两项研究都表明，有机废物可以转化为增值的二维(2D)材料，如MXene和石墨。此外，其独特的蜂窝结构可以提高光热转换效率，而二维结构的夹层为快速产水提供了多个通道。

废物污染的负面影响可以通过回收和再利用有机废物，以及将其转化为碳等增值材料来减少，这减少了天然碳资源的开采和MXene或石墨材料的成本。因此，环境和经济都将大大受益。

主要的挑战是为环保和更高效的太阳能蒸馏器找到合适的材料。有机废物通常与其他杂质混合，这些杂质本质上不是有机的。因此，使用现有技术来生产纯材料是有限的。未来的工作需要对废物材料类型进行分类，例如将人工智能与机器学习结合起来，以提高废物管理过程的质量。

制造电池的新材料

石墨是制造商用锂离子电池的关键原料，从智能手机到电动汽车，锂离子电池被广泛使用。与石墨一样，MXenes不仅具有天然导电性，而且具有2D结构，这使得它们可以在电池中存储电荷，并且很快就可以用于电池的生产。因此，从水果废料中产生的MXene具有远远超出水净化的潜在应用。

参考:Aizudin M, Sudha MK, Goei R, Lua SK, Pottammel RP, Tok AIY, Ang EH。从水果废料中可持续生产碳化钼(MXene)，以改善太阳能蒸发。化学。欧元。J。29 (2): 2022;e202203184。doi:10.1002 / chem.202203184