Инженеры разработали дешевую и компактную установку для опреснения воды за счет солнечной энергии

Инженеры разработали дешевую и компактную установку для опреснения воды за счет солнечной энергии

Опреснение — важная технология, которая может помочь расширить мировые запасы питьевой воды. Инженеры из Китая продемонстрировали новую, относительно простую конструкцию установки опреснителя на солнечной энергии с высокой эффективностью и низкой стоимостью.

Жестокая ирония нашего мира заключается в том, что поверхность Земли покрыта водой, но подавляющая ее часть непригодна для питья. Если бы мы смогли найти способ удалить соль, соединения и микробы, которые и делают морскую воду опасной для употребления, то раз и навсегда избавились бы от некоторых довольно фундаментальных проблем со здоровьем человека.

Один из простейших способов сделать это — задействовать основы физики испарения и повторной конденсации воды, оставив позади все лишние фракции и включения. Исследователи из Даляньского морского университета в Китае разработали новый блок, который может плавать над морской водой, эффективно поглощать солнечную энергию и использовать это тепло для опреснения воды путем испарения.

Сам блок состоит из трех слоев: основная часть — это вспененный полиэтилен, который помогает ему плавать и действует как теплоизолятор. Снаружи пенопласт завернут в бумагу с воздушным прослаиванием — это абсорбирующий материал, используемый в одноразовых подгузниках, который отводит воду вверх к верхней поверхности. Верхняя поверхность покрыта оксидом нитрида титана (TiNO).

«В области солнечной энергии TiNO представляет собой обычное коммерческое покрытие, поглощающее солнечные лучи, широко используемое в солнечных системах горячего водоснабжения и фотоэлектрических установках», — пояснил Чао Чанг, ведущий автор исследования. «Он имеет высокий коэффициент поглощения солнечной энергии и низкий коэффициент теплового излучения и может эффективно преобразовывать солнечную энергию в тепловую».

Данный блок можно поместить в обычный солнечный дистиллятор — прозрачный пластиковый контейнер с наклонной крышей, который улавливает конденсирующуюся пресную воду и направляет ее в емкость. В ходе испытаний команда обнаружила, что у новой солнечной батареи эффективность преобразования солнечной энергии в воду составляет 46%, что является приличным шагом вперед по сравнению с 30-40 процентами, привычных от одиночных установок такого типа.

Важно отметить, что устройству удается избежать одной серьезной ошибки — загрязнения из-за накопления солей на поверхности, что со временем существенно снижает эффективность. В ходе испытаний команда обнаружила, что солевой слой не образовался, потому что поры в материале отводят соль и сбрасывают ее обратно в морскую воду. Еще одно преимущество, по словам команды, заключается в том, что бумажную часть блока можно повторно использовать более 30 раз.

К сожалению, команда не сообщает одну из самых важных частей информации — только то, сколько пресной воды она может произвести за единицу времени. Новая установка выигрывает у конкурентов за счет относительно низкой стоимости и высокой эффективности, так что авторы надеются найти ей коммерческое применение.