Диво-губка з графіту від Массачусетського технологічного інституту використовує сонячну енергію для ефективної стерилізації води

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили губку з графіту і вуглецевої піни, яка плаває на воді і ефективно перетворює сонячну енергію в пару. Це просте відкриття може полегшити доступ віддаленого населення до чистої питної води.

Дослідники поставили собі за мету знайти структуру, яка може одночасно ефективно поглинати воду і генерувати пару на поверхні води. Після серії випробувань Хаді Гасемі (Hadi Ghasemi), докторант кафедри машинобудування Массачусетського технологічного інституту, знайшов ідеальну відповідь: двошарову дископодібну губку.

Верхній шар зроблений з графіту, який помістили в мікрохвильову піч на сім секунд, щоб викликати розширення і сплеск, в результаті чого утворилися пластівці. Нижній шар являє собою вуглецеву піну з кишенями повітря, що дозволяє їй утримувати губку на плаву, діючи при цьому як пористий ізолятор.

• Цей сонячний генератор Jackary – це крадіжка за 210 доларів на прем’єрний день
• Кращі угоди на дрони в прем’єрний день 2022 року: чого очікувати на цьому тижні
• Як 5G змінює журналістику

Коли сонячне світло потрапляє на губку, в графітовому шарі створюються гарячі точки і вода всмоктується через вуглецеву піну. Коли краплі води торкаються графіту, вони швидко перетворюються на пару.

“Пара важлива для опріснення води, систем гігієни та стерилізації, – каже Гасемі. “Особливо у віддалених районах, де сонце є єдиним джерелом енергії, якщо ви зможете генерувати пару за допомогою сонячної енергії, це буде дуже корисно”.

Недорога губка здатна перетворювати 85 відсотків надходить сонячної енергії в пар, що набагато ефективніше традиційних альтернатив, таких як використання полів дзеркал або лінз для концентрації сонячного світла, що використовується для нагрівання великих обсягів рідини.

Навіть з новими підходами, такими як змішування води з наночастинками, які швидко нагріваються в сонячному світлі, для генерації пари потрібно приблизно в 1000 разів більше сонячної енергії, ніж в середній сонячний день. Новий підхід, відкритий дослідниками Массачусетського технологічного інституту, здатний генерувати пару при інтенсивності сонячного випромінювання, що приблизно в 10 разів перевищує інтенсивність сонячного випромінювання в середній сонячний день, за допомогою дешевої лінзи або дзеркала, що є найнижчою оптичною концентрацією, про яку повідомлялося на сьогоднішній день.

Цей новий процес не позбавлений проблем. По-перше, пори графітового шару забиваються сіллю під час процесу опріснення. “Нам потрібно з’ясувати, як з цим впоратися”, – каже Ганг Чен, професор Массачусетського технологічного інституту, який очолює кафедру машинобудування.

Чен бачить світле майбутнє застосування диво-губки, в тому числі для виробництва пари і осушення поверхонь після повеней.

Рекомендації редакції

• Найкращі портативні електростанції
• На сонячні генератори йде величезний розпродаж до Дня прем’єри
• Останній штрих: як вчені наділяють роботів тактильними відчуттями, подібними до людських
• CES 2022: найбільші новини та анонси на сьогоднішній день
• Цей дикий новий дисплей ставить гігантський 120-дюймовий віртуальний монітор на ваш стіл

Source: digitaltrends.com