Gaivus vanduo iš gaivios gaivios aplinkos

Bandomasis kondensatorius ant ETH ur yurich pastato viršaus. Autoriai: ETH Zurich / Iwan Hächler

Gėlo vandens trūksta daugelyje pasaulio šalių, jo reikia nusipirkti brangiai. Šalia vandenyno esančios bendruomenės gali nudruskinti jūros vandenį, tačiau tam reikia daug energijos. Toli nuo kranto praktiškai vienintelis galimas variantas yra kondensuoti atmosferos drėgmę vėsinant arba naudojant procesus, kuriems panašiai reikia didelių energijos kiekių, arba naudojant „pasyvias“ technologijas, kurios naudoja temperatūros pokyčius tarp dienos ir nakties. Tačiau naudojant dabartines pasyvias technologijas, tokias kaip rasos surinkimo folijos, vandenį galima išgauti tik naktį. Taip yra dėl to, kad šildytuvas dieną šildo foliją, todėl kondensatas tampa neįmanomas.

Savisauga: apsauga nuo radiacijos

„ETH Z Jurich“ tyrėjai dabar sukūrė technologiją, leidžiančią jiems pirmą kartą rinkti vandenį 24 valandas per parą, nereikalaujant energijos net po degiu vandeniu. Naujasis prietaisas iš tikrųjų susideda iš specialiai dengto stiklo lango, kuris „atspindi saulės spinduliuotę“ ir savo šilumą per atmosferą skleidžia į kosmosą. Taigi, jis pats užšąla žemesnėje nei 15 laipsnių Celsijaus (59 laipsnių Fahrenheito) temperatūroje. Šio lango viduje vandens garai iš oro kondensuojasi į vandenį. Procesas yra tas pats, kas žiemą galima pamatyti ant blogai izoliuotų langų.

Mokslininkai stiklą padengė specialiai sukurtomis polimero-sidabro juostelėmis. Šis specialus požiūris į dengimą apima rezultatą, kad langas skleidžia infraraudonąją spinduliuotę tam tikro bangos ilgio lange į kosmosą, be atmosferos absorbcijos ar atspindžio ant lango. Kitas pagrindinis prietaiso elementas yra naujas kūginis radiacijos skydas. Tai iš esmės nukreipia šilumos spinduliavimą iš atmosferos; apsaugo langą nuo saulės spindulių; tuo pačiu metu leidžia prietaisui spinduliuoti aukščiau esančią šilumą iš viršaus, taip savaime apšviečiant, visiškai pasyviai.

Arti teorinio optimalaus

Kaip rodo naujo įrenginio bandymai po tikru įrenginiu ant įrenginio ETH pastato stogo, naujoji technologija per dieną gali tiekti mažiausiai dvigubai daugiau vandens nei geriausios pasyviosios folijos pagrindu pagamintos pasyviosios technologijos. Maža bandomoji 10 cm stiklo sistema realiomis sąlygomis per dieną tiekė 4,6 mililitro vandens. Didesni įrenginiai su didesniais langais suteiktų atitinkamai daugiau vandens. Mokslininkai sugebėjo parodyti, kad esant idealioms sąlygoms, jie gali surinkti iki 0,53 decilitro (maždaug 1,8 uncijos skysčio) vandens vienam kvadratiniam metrui paviršiaus ploto per valandą. „Tai artima teorinei maksimaliai 0,6 dl (2,03 uncijos) per valandą vertei, kurios fiziškai neįmanoma viršyti“, – sakė Ivanas Hochleris. Jis yra ETH ur Juricho termodinamikos profesoriaus Dimoso Pulikakoso doktorantas.

Kitos technologijos paprastai reikalauja, kad kondensuotas vanduo būtų pašalintas iš paviršiaus, o tam reikia energijos. Be šio žingsnio didžioji dalis kondensuoto vandens priliptų prie paviršiaus, palikdama jį netinkamu naudoti, užkertant kelią tolesniam kondensacijai. ETH ur Yurich tyrėjai savo kondensatoriui po plytelėmis uždėjo naują hidrofobinę dangą. Dėl to kondensuotas vanduo burbule kyla, pats bėga ar šokinėja. „Skirtingai nuo kitų technologijų, mūsiškės tikrai gali veikti be papildomos energijos, o tai yra pagrindinis pranašumas“, – sakė Hochleris.

Mokslininkų tikslas buvo sukurti technologijas vandens stokojančioms šalims, ypač besivystančioms šalims. Dabar, jų teigimu, kiti mokslininkai turi galimybę toliau tobulinti technologiją arba derinti ją su kitais metodais, pavyzdžiui, druskos šalinimu, kad padidintų savo derlių. Stiklinių langų gamyba yra gana paprasta; galima pastatyti didesnius vandens kondensatorius nei dabartinė bandomoji sistema. Kaip ir keli modulių žirgai, sukrauti vienas šalia kito, keli vandens kondensatoriai taip pat galėtų būti dedami vienas šalia kito, sudarant didelio masto sistemą.

Nuoroda. Haechler I, Park H, Schnoering G, Gulich T, Rohner M, Tripathy A, Milionis A, Schutzius TM, Poulikakos D, 2021 m. Birželio 23 d. „Rad Solar Cooling Operation for 24-Hours Nepertraukiamas vandens derlius“. Mokslo pažanga,
DOI: 10.1126 / sciadv.abf3978:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.