新水处理方法可产生绿色能源
西班牙 ICIQ 的研究人员设计了可以自行移动以净化废水的微型电机。该过程产生氨,可以作为绿色能源。现在,哥德堡大学开发的人工智能方法将用于调整电机,以达到最佳效果。
微电机已成为一种有前景的环境修复工具,这主要是因为它们能够在微尺度上自主导航和执行特定任务。微电机由一根由硅和二氧化锰制成的管子组成,管子中的化学反应导致气泡从一端释放。这些气泡充当使管子运动的发动机。
加泰罗尼亚化学研究所(ICIQ)的研究人员制造了一种覆盖有化合物漆酶的微电机,当污染水中的尿素与电机接触时,可以加速将污水中的尿素转化为氨。
绿色能源
“这是一个有趣的发现。如今,水处理厂难以分解所有尿素,从而在释放水时导致富营养化。这在城市地区尤其是一个严重的问题,”ICIQ 凯瑟琳·维拉博士小组的博士生丽贝卡·费雷尔 (Rebeca Ferrer) 说道。
将尿素转化为氨还具有其他优点。如果你能从水中提取氨,你就拥有了绿色能源的来源,因为氨可以转化为氢气。
还有大量的开发工作要做,微电机产生的气泡给研究人员带来了问题。
“我们需要优化设计,使管道能够尽可能有效地净化水。为此,我们需要观察它们如何移动以及它们持续工作多长时间,但这在显微镜下很难看到,因为气泡遮挡了视野,”费雷尔解释道。
仍有许多开发工作要做
然而,得益于哥德堡大学研究人员开发的人工智能方法,可以在显微镜下估计微电机的运动。机器学习可以同时监控液体中的多个电机。
“如果我们无法监控微电机,我们就无法开发它。我们的人工智能在实验室环境中运行良好,目前开发工作正在进行中。”哥德堡大学物理系博士生 Harshith Bachimanchi 说道。
研究人员很难确定城市水处理厂需要多长时间才能成为能源生产商。仍有许多开发工作要做,包括人工智能方法,需要进行修改才能在大规模试验中发挥作用。
“我们的目标是将电机调至完美,”Bachimanchi 总结道。
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