Новая структура материала разработана в Массачусетском технологическом институте генерирует пар, нагреваясь на солнце. Структура - слой графита хлопья и базового пеноуглерода - представляет собой пористый, изоляционные структуры материала, что плавает на поверхности воды. Когда солнечный свет попадает поверхности конструкции, он создает горячую точку в графите, опираясь воды до через поры материала, где она испаряется в виде пара. Чем ярче свет, тем больше образуется пар.
Новый материал способен конвертировать 85 процентов поступающей солнечной энергии в пар - значительное улучшение за последние подходов к генерации пара на солнечных батареях. К тому же, установка теряет очень мало тепла в процессе, и может производить пар при относительно низкой солнечной интенсивности. Это означает, что, если расширены, установка, скорее всего, не требуют сложных, дорогостоящих систем для высоко концентрируют солнечный свет. Хади Гасеми, постдок в Департаменте Массачусетского технологического института машиностроения, говорит губке структура может быть выполнена из относительно недорогих материалов - Особым преимуществом для различных компактных, паровых приложений. "Профиль важно для опреснения, систем гигиены и стерилизации", говорит Гасеми, который возглавлял развитие структуры. "Особенно в отдаленных районах, где солнце является единственным источником энергии, если вы можете произвести пар с помощью солнечной энергии, было бы очень полезно."
Гасеми, Ган Чэнь и другие в Массачусетском технологическом институте, опубликовали статью новой парогенераторной структуры в журнале Nature Communications .
Сегодня генерации пара солнечной энергии включает в себя обширные поля зеркал или линз, которые концентрируют входящий солнечный свет, нагревание большие объемы жидкости в достаточно высоких температурах для получения пара. Тем не менее, эти сложные системы могут испытывать значительные потери тепла, что приводит к неэффективному производства пара. Недавно ученые исследовали способы повышения эффективности солнечных тепловых уборки путем разработки новых солнечных приемников и по работе с наножидкостей. Последний подход включает смешивание воды с наночастицами, которые нагревают быстро при воздействии солнечного света, испарение окружающих молекул воды в виде пара. Но начинать эту реакцию требует очень интенсивной солнечной энергии - около 1000 раз больше, чем в среднем в солнечный день. С другой стороны, подход MIT генерирует пар на солнечной интенсивности примерно в 10 раз больше, чем на солнечный день - самый низкий оптический концентрации сообщил до сих пор. Подразумевается, говорят исследователи, является то, что пара-для создания приложений, может функционировать с более низкой концентрации солнечного света и менее дорогие системы слежения. "Это является огромным преимуществом в снижения затрат", говорит Гасеми. "Это интересно для нас, потому что мы придумали новый подход к солнечной пара."
Сам подход является относительно простым: С пар генерируется на поверхности жидкости, Гасеми искали материала, который может эффективно поглощать как солнечный свет и выработки пара на поверхности жидкой х годов. После испытаний с нескольких материалов, он поселился на тонкой, двухслойной, в форме диска структуры. Его верхний слой выполнен из графита, что исследователи отслоившейся, помещая материал в микроволновой печи. Эффект, Чэнь говорит, "так же, как попкорн": графит пузыри, образуя гнездо хлопьев. Результатом является очень пористый материал, который может лучше поглощать и удерживать солнечной энергии. Нижний слой структура является пеноуглерод который содержит карманы воздуха, чтобы держать пену на плаву и действуют как изолятор, предотвращая тепло внутри к основной жидкости. Пена также содержит очень мелкие поры, которые позволяют воде ползти вверх через структуру под действием капиллярных сил. Как солнечный свет попадает структуру, он создает горячую точку в графитового слоя, создавая градиент давления, который рисует воду до через угольный пены. Как воды, в графитового слоя, тепло сконцентрировано в графите превращает воду в пар. Структура работает как губка, что при нахождении в воде в жаркий, солнечный день, может непрерывно поглощать и испарится жидкость.
Исследователи проверили структуру, поместив его в камере с водой и подвергая его солнечной симулятора - источника света, который имитирует различные интенсивности солнечной радиации. Они обнаружили, что они были в состоянии преобразовать 85 процентов солнечной энергии в пар, что в 10 раз больше, чем можно получить другими методами в типичный солнечный день.Гасеми говорит структура может быть разработана, чтобы быть еще более эффективной, в зависимости от типа используемых материалов.
|
