Rent vann er truet av industriavfall, fargestoffer og kjemikalier. Dette er vi nødt til å finne løsninger på. Men hvordan kan vi rydde opp på en bærekraftig måte?

Forsker Jibin Antony ved Institutt for kjemisk prosessteknologi ved NTNU tror løsningen kan ligge i å bruke noe vi tross alt har stor tilgang på: Sollys.

– Vi trenger teknologier som både er grønne, rimelige og effektive. Sola gir oss en enorm mengde energi, helt gratis. Utfordringen er å finne materialer som kan bruke sollyset til å bryte ned forurensning i vann, forklarer Antony.

Han forsker på en prosess som kalles fotokatalyse. Fotokatalysatorer er spesielle materialer som starter en kjemisk reaksjon når de utsettes for lys. Reaksjonen kan bryte ned skadelige stoffer i vann.

Bruker bismutitt

Materialet Antony har studert mest heter bismutitt. Dette er et mineral som forekommer naturlig som vismutkarbonatoksid. Vi har det noen steder i Norge også.

Bismutitt kan brukes som fotokatalysator, men det virker nesten bare når det treffes av ultrafiolett lys – en svært liten del av sollyset. For å gjøre bismutitt mer effektivt under vanlig sollys, har han testet tre ulike metoder:

1. Den første var å kombinere bismutitt med silika, såkalt silisiumdioksid (SiO2).

– Silika hjelper forurensningen å feste seg bedre til materialet, samtidig som det skaper små strukturelle defekter som faktisk gjør prosessen raskere, sier han.

2. Den andre metoden var å dekke bismutitt med bittesmå, såkalt «plasmoniske» gullpartikler i ulike former. Plasmoniske metallpartikler kan absorbere og spre lys ved bestemte bølgelengder. Spesielt de avlange nanopartiklene ga stor forbedring.

– De fungerer nesten som antenner for sollys. Effekten på fotokatalysen var veldig tydelig, forteller han.

3. Til slutt prøvde Antony en kjemisk behandling der bismutitt ble etset med en basisk løsning.

Denne metoden alene ga ikke store resultater, men kan forsterke effekten av de andre.

Kan gjøre bismutitt mer effektivt

Samlet sett viste forsøkene at det er mulig å gjøre materialer som bismutitt langt mer effektive under sollys.

– Dette er et skritt i retning av rimelige og soldrevne systemer som kan rense vann uten bruk av skadelige kjemikalier, sier Antony.

Målet er at vi en gang i framtida kan få teknologi som bidrar til renere elver, sjøer og drikkevann, samtidig som vi utnytter en av naturens mest tilgjengelige ressurser.

– Vi kan ikke løse alle miljøproblemene med én metode. Men hvis vi kan bruke sollys og smart kjemi til å rense vann, har vi tatt et viktig skritt i riktig retning, sier han.

Referanser:

Jibin Antony mfl.: Silica-modified bismutite nanoparticles for enhanced adsorption and faster solar photocatalytic degradation of methylene blue. Catalysis Today, 2023. Doi.org/10.1016/j.cattod.2022.12.017

Jibin Antony mfl.: Optimizing the shape anisotropy of gold nanoparticles for enhanced light harvesting and photocatalytic applications. Photochemical & Photobiological Sciences, 2023. Doi.org/10.1007/s43630-022-00351-8

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse sakene fra NTNU?

• 

  Hvorfor skjer det ingenting med nedbygging av naturen? ­– Vi leverer fra oss dataene, men så stopper det

• 

  Frivillig innlagt – men opplever tvang

• 

  Kan biologiske spor avsløre manipulering av barnet?

• 

  Nå vet forskerne mer om hvorfor kvikkleiren er så ustabil

• 

  Hjernerystelse: Ny app kan gjøre tida etterpå enklere

• 

  Dette gjør at de minste skolebarna trives bedre på skolen

Les flere saker fra NTNU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER