Экономичный очиститель воды на солнечной энергии

09.02.2017

Недостаток питьевой воды - одна из важнейших проблем на земном шаре, пусть в Европе она еще не ощущается как настолько острая. Киаокиан Ган (Qiaoqiang Gan), инженер из Университета штата Нью-Йорк и его коллеги разработали опреснитель на солнечной энергии, для которого расходные материалы стоят всего $2 за квадратный метр.

"Это позволит людям получать самостоятельно чистую воду, так же, как они получают электроэнергию от солнечных панелей на крыше дома", - сказал Лю. Скорость опреснения имеет большое значение - ныне существующие устройства должны иметь площадь не менее 6 м2, чтобы снабжать одного человека достаточным объемом питьевой воды в течение дня. Проблема в гигантских потерях энергии на нагревание воды.

Поэтому в последние годы использовались два подхода к повышению эффективности - либо нагревать только верхний слой воды, либо использовать наноматериалы, чтобы эффективнее собирать солнечную энергию. Второе технически предпочтительнее, зато на порядки дороже - наноматериалы стоят сотни долларов за грамм, и в развивающихся странах некому потратить такие деньги на опреснение для всех.

В новом устройство три основных компонента: во-первых, богатая клетчаткой бумага (вроде той, из которой делают деньги), покрытая черных слоем углерода (это дешевый порошок, остающийся после неполного сгорания нефти или дегтя).

Во-вторых, брусок пеноплистирола (из этого материала делают одноразовые стаканчики для кофе), разрезанный на 25 слегка соединенных частей. все они плавают на поверхности грязной воды, чтобы предотвратить перегревание воды под солнечными лучами. Эти секции покрыты вышеупомянутой бумагой, края которой опущены в воду. Соответственно, вода в силу капиллярного эффекта поднимается по бумаге вверх и там испаряется.

В-третьих, наконец, это акриловое покрытие, которое собирает испаряющуюся воду. Отсюда вода попадает в емкость для чистой воды.

Ганн и его коллеги утверждают, что установка на 88% эффективнее собирает и передает в воду солнечную энергию. В результате аппарат площадью 1 м2 дает 1 литр воды в час. Ныне распространенным коммерческим аппаратам нужно 4 часа для того же результата.

Что особенно важно - устройство очень дешево. По оценкам Гана, на 1 м2 нужно примерно $1,6 - сравните с $200 долларами для устройств, использующих линзы для фокусировки солнечных лучей. Семье из четырех человек достаточно потратить около $5 долларов, чтобы иметь минимально необходимый объем чистой воды.

<< Назад: Планета-алмаз 09.02.2017

>> Вперед: Цунами усмиряется математикой 08.02.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива E-skin - дисплей на коже 25.04.2016 Инженеры из университета Токио, под руководством профессора Такао Сомейя (Takao Someya) и доктора Томоюку Йокота (Tomoyuki Yokota) создали ультратонкий и ультрагибкий дисплей на органических светоиспускающих диодах (OLED), который может крепиться на кожу и оставаться на ней несколько дней, показывая самые разные биологические параметры. В основе разработки лежит высококачественная защитная пленка толщиной всего два микрометра, сделанная из чередующихся слоев неорганического (оксинитрит кремния) и органического (парилен) материалов. Эта пленка защищает экран от воздействия кислорода и воды, позволяя ему держаться на коже и функционировать в течение нескольких дней. Используя эту пленку и оксид индия-олова (ITO), японские ученые создали полимерные светоиспускающие диоды (PLEDs), имеющие толщину всего 3 мкм и в шесть раз более эффективные, чем предыдущие образцы; а также органические фотодетекторы (OPDs). Из них и состоит экран, которому требуется для использования очень мало энергии и выделяет еще меньше тепла. Будучи прикрепленным к человеческому телу, он может показывать, например, уровень кислорода в крови (как это делает представленный инженерами из Токио образец) или частоту пульса. Это открывает новые широкие возможности не только для медиков, но и, например, для атлетов, которым будет удобно получать такую информацию в реальном времени без громоздких внешних гаджетов. А в перспективе спектр применения E-skin может быть еще шире. "Появление мобильных телефонов изменило способ нашего общения. Хотя подобные коммуникативные инструменты становятся все меньше и меньше, они все же остаются отдельными устройствами, которые нам нужно носить с собой, - сказал профессор Сомейя. - А на что будет похож мир, если у нас будут дисплеи, которые будут приклеиваться к нашему телу, и показывать даже наши эмоции или уровень стресса или беспокойства? Это не только избавит нас от необходимости носить все время с собой гаджет, но и изменит способ нашего взаимодействия с окружающими и добавить в общение новое измерение".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025