Harika! Güneş enerjisi tuzdan arındırma sisteminin verimliliğini% 50'den fazla başarıyla artırdı
Rice Üniversitesi'nin deniz suyunu saflaştırmak için güneş enerjisi ve nanopartikülleri kullanma yöntemi, mucitinin ilk başta düşündüğünden daha etkilidir. Rice Üniversitesi'nin Nano Optoelektronik Laboratuvarı'ndaki (LANP) araştırmacılar, güneş ışığını "sıcak noktalara" yoğunlaştırmak için ucuz plastik lensler ekleyerek güneş tuzdan arındırma sistemlerinin verimliliğini% 50'den fazla artırabileceklerini belirtti. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. Rice Üniversitesi Brown Mühendislik Okulu'nda uygulamalı fizik alanında yüksek lisans öğrencisi ve makalenin ilk yazarı olan Pratiksha Dongare şunları söyledi: Güneş sürücü sistemlerinin performansını iyileştirmenin tipik yolu, güneş yoğunlaştırıcıları eklemek ve daha fazla ışık sağlamaktır.
En büyük fark, aynı miktarda ışığın kullanılması ve elektriği düşük bir maliyetle yeniden dağıtmanın ve saf su üretim hızını büyük ölçüde artırmanın mümkün olduğu kanıtlanmıştır. Geleneksel membran distilasyonunda, sıcak tuzlu su, tabaka membranın bir tarafından akar ve soğuk filtrelenmiş su diğer taraftan akar. Sıcaklık farkı, su buharının membrandan ısıtılmış taraftan daha soğuk, düşük basınçlı tarafa geçmesine neden olan bir buhar basıncı farkı yaratır. Bu teknolojinin ölçeğini genişletmek zordur çünkü membran boyutu büyüdükçe membrandaki sıcaklık farkı azalacak ve temiz su çıktısı da azalacaktır. Rice Üniversitesi'nin "Nano Işığa Duyarlı Güneş Membranı Distilasyonu" (NESMD) ) teknoloji:
Bu sorun, filmin kendisini güneş enerjisiyle çalışan ısıtma elemanlarına dönüştürmek için ışık emici nanopartiküller kullanılarak çözülür. Çalışmanın başyazarı Alessandro Alabastri de dahil olmak üzere Dongare ve meslektaşları, filmin üst katmanını güneş enerjisinin% 80'inden fazlasını ısıya dönüştürmek için tasarlanmış ucuz ticari nanopartiküllerle kapladı.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Güneş enerjisiyle çalışan nano partikül ısıtma, üretim maliyetlerini düşürüyor ve mühendisler bu teknolojiyi elektriğin olmadığı uzak bölgelere genişletmek için çok çalışıyor. LANP direktörü Naomi Halas ve araştırma bilimcisi Oara Neumann, NESMD'de kullanılan kavramları ve parçacıkları ilk kez gösterdi.
Hepsi bu yeni çalışmanın ortak yazarları.Bu çalışmada, Halas, Dongare, Alabastri, Neumann ve LANP fizikçisi Peter Nordlander, olay ışık yoğunluğu ve buhar basıncı arasındaki doğal, önceden bilinmeyen ilişkinin kullanılabileceğini keşfetti. Doğrusal olmayan ilişki. Rice Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nde Texas Instruments'ta fizikçi ve araştırma görevlisi olan Alabarasti, doğrusal ve doğrusal olmayan ilişkiler arasındaki farkı tanımlamak için basit bir matematiksel örnek kullandı. 10-7 ve 3, 5 ve 5, 6 ve 4'e eşit iki sayı alırsanız, onları toplarsanız, her zaman 10 elde edersiniz.
Ancak süreç doğrusal değilse, eklemeden önce bunları kare yapabilir veya hatta küpleyebilirsiniz. 9 ve 1 varsa, 9'un karesi veya 81 artı 1'in karesi 82'ye eşittir. Bu, doğrusal bir ilişki için en iyi değer olan 10'dan çok daha iyidir. NESMD örneğinde, doğrusal olmayan gelişme, güneş ışığını küçük noktalara yoğunlaştırmaktan gelir, tıpkı güneşli bir günde büyüteç kullanan bir çocuk gibi. Işığı film üzerindeki küçük bir noktaya yoğunlaştırmak, ısıda doğrusal bir artışa neden olur, ancak ısınma, buhar basıncında doğrusal olmayan bir artışa neden olur. Basınç artışı, daha saf buharın membrandan daha kısa sürede geçmesine izin verir.
Ayrıca, daha küçük bir alanda daha fazla foton bulundurmanın, fotonları tüm film boyunca eşit olarak dağıtmaktan her zaman daha iyi olduğunu kanıtladı. Bir kimyager ve mühendis olarak, ışığa duyarlı nanomalzemelerin kullanımına öncülük etmek için 25 yıldan fazla zaman harcadı. Doğrusal olmayan bu optik işlemin sağladığı verimlilik önemlidir, çünkü su kıtlığı dünya insanlarının yaklaşık yarısının günlük rutinidir. Gerçeklik ve verimli güneş damıtma bunu değiştirebilir. Suyu arıtmaya ek olarak, bu doğrusal olmayan optik etki, fotokataliz gibi kimyasal süreçleri yürütmek için güneş enerjisiyle ısıtma kullanan teknolojiyi de geliştirebilir. Örneğin, LANP, amonyağı ortam basıncı altında hidrojen yakıtına dönüştürmek için bakır bazlı bir nanopartikül geliştiriyor.
