Инженеры модернизировали древнюю методику для эффективной очистки воды

Идея использования солнечной энергии для испарения и очистки воды была описана еще Аристотелем. Теперь исследователи из Университета Буффало усовершенствовали ее, добившись рекордной эффективности.

Ученые создали двускатную структуру из бумаги с углеродным покрытием, которая поглощает и испаряет воду, сообщает sciencedaily.com. Она позволила использовать солнечный свет для этого процесса с почти идеальной эффективностью.

«Наша техника позволяет получать питьевую воду быстрее, чем просто при использовании солнечных лучей, — сказал доктор Цяоцян Ган, лидер проекта. – Обычно, при использовании солнечной энергии для испарения, часть уходит в окружающую среду в виде тепла. Эффективность процесса оказывается ниже 100%. Наша система может вытягивать тепло из окружающей среды, обеспечивая почти идеальный КПД».

Методика описана в Advanced Science. Дешевая система может обеспечить питьевой водой регионы с ограниченными ресурсами или территории, пострадавшие от природных катаклизмов.

Помимо Университета Буффало, в проекте участвовали специалисты Фуданьского университета (Китай) и Университета Висконсин-Мэдисон. Средства на исследование были выделены Национальным научным фондом.

Авторы организовали стартап Sunny Clean Water для вывода изобретения на рынок. Благодаря программе поддержки малого бизнеса в области инновационных исследований ННФ, компания внедрила новую испарительную систему в прототип солнечного опреснителя. Аппарат, размером с мини-холодильник, способен выдавать 10-20 л чистой воды в день.

Солнечные опреснители – древняя технология. Вода испаряется под действием света, оставляя в осадке соль и грязь. Затем пар охлаждается, возвращаясь в жидкое состояние и оседая в чистой емкости. Команда Гана сосредоточилась на процессе снижения температуры для повышения эффективности.

Установка представляет собой перевернутую «V» из черной бумаги (с углеродным покрытием). Концы структуры опущены в емкости с водой, втягивая ее. Углеродное покрытие одновременно поглощает солнечную энергию, испаряя жидкость.

Геометрия сохраняет конструкцию прохладной. Так как большая часть бумаги остается при комнатной температуре, она может притягивать окружающее тепло, компенсируя потери при испарении. Прототип обрабатывал 2,2 л в час на каждый кв. м – больше теоретического лимита в 1,68 л/ч.