新しいソーラー式淡水化装置のプロトタイプは、MITの上にあります。 画像：研究者の厚意により。
太陽の多い海辺のコミュニティは、電気を必要とせずにすぐに十分な新鮮な水を得ることができます。
科学者の国際チームは、電気を使わずに海水を飲めるようにすることで、のどが渇いたコミュニティに新鮮な水を提供する安価な方法を開発しました。
太陽が輝いている限り、彼らのデバイスは、家族のニーズを満たすのに十分な高品質の飲料水を約100米ドル（77ポンド）のコストで生産すると言います。
米国マサチューセッツ工科大学（MIT）と中国の上海交通大学の科学者たちは、彼らの脳波が、のどが渇いた島と、信頼できる電力供給はないが海水へのアクセスがある乾燥した沿岸地域への簡単な解決策を提供すると信じています。 それは、気候変動で予想される大規模な移動のいくつかを防ぐのにさえ役立つかもしれません。
研究者は彼らの研究をジャーナルに報告する エネルギーと環境科学。 プロトタイプをテストする マサチューセッツ工科大学の屋根、太陽熱収集エリアの1.5平方メートルごとにXNUMX時間あたりXNUMXガロン以上の新鮮な飲料水を生産していました。
それらのデバイスは立方体形状であり、太陽熱蒸発器と凝縮器の複数の層が別の層の上に積み重ねられ、透明な断熱層が上に重ねられています。 本質的には多層です ソーラースチル、何世紀にもわたって強い酒を作るために使用され、今日多くの用途で使用されているものに似ています。
「この新しいアプローチは非常に重要です。 ソーラースチルベースの淡水化における課題のXNUMXつは、低効率でした。 この効率の向上は、生産水のコスト削減に全体的な影響を与えます」
ソーラーはまだフラットパネルを使用して熱を吸収し、それが蒸発して水層に移動します。 蒸気は次のパネルで凝縮して水が集められ、蒸気凝縮からの熱は上の層に渡されます。
蒸気が表面で凝縮するたびに、熱を放出します。 典型的な凝縮システムでは、その熱は単に環境に失われます。 しかし、この多層バージョンでは、放出された熱は次の蒸発層に流れ、太陽熱をリサイクルし、全体的な効率を高めます。
効率は、複数の段階のそれぞれを使用して海水から塩を除去し、前の段階で放出された熱を無駄にするのではなく利用することで得られます。 このようにして、チームのデモンストレーションデバイスは、太陽光のエネルギーを蒸発に変換する際に385％の全体的な効率を達成しました。
Evelyn Wang、共著者、「水を凝縮すると、熱としてエネルギーを放出します。 複数のステージがある場合は、その熱を利用できます。」
コストのトレードオフ
レイヤーを追加するとシステムの変換効率は向上しますが、各レイヤーはコストとバルクも増加します。 チームは、概念実証デバイスとして10段階のシステムに決めました。
市の飲料水基準を超える純水を、太陽光収集エリアの5.78平方メートルあたり1.52リットル（11平方フィートあたり約XNUMXガロン）の割合で供給しました。 これは、そのような受動的な太陽光発電淡水化システムによって以前に生産された記録量のXNUMX倍以上である、とワン教授は言います。
また、このシステムの大きな利点は、毎晩塩の蓄積を一掃して海に戻す自己洗浄メカニズムがあることです。
このシステムを使用するXNUMXつの方法は、海水に浮いたパネルを使用することです。 太陽が輝いている限り、パネルはパイプを通して海岸に一定の新鮮な水を届けることができます。 他のシステムは、単一の世帯にサービスを提供するように設計できます。おそらく、海水の大きな浅いタンクにフラットパネルを使用します。
チームは、およそ100平方メートルの太陽光収集エリアを備えたシステムが、XNUMX人の毎日の飲料水のニーズを満たすことができると推定しています。 実稼働環境では、家族のニーズに応えるために構築されたシステムは約XNUMXドルで構築できると考えています。
安価な代替品
プロトタイプの最も高価なコンポーネントは、透明の層です エアロゲル スタックの上部で絶縁体として使用されますが、チームは他の安価な絶縁体を代わりに使用できることを提案します。 （エアロゲル自体は非常に安価なシリカで作られていますが、製造中に専用の乾燥装置が必要です。）
「この新しいアプローチは非常に重要です」と言います ローレンスバークレー国立研究所のRavi Prasher教授 カリフォルニア大学バークレー校は、研究に関与していませんでした。
「ソーラースチルベースの淡水化における課題のXNUMXつは、凝縮でかなりのエネルギーが失われるため、効率が低いことでした。
「凝縮エネルギーを効率的に収集することにより、太陽光から蒸気への全体的な効率が劇的に向上します。この効率の向上は、生産水のコスト削減に全体的な影響を与えます。」 - 気候ニュースネットワーク
著者について
Paul BrownはClimate News Networkの共同編集者です。 彼はガーディアンの元環境通信員であり、本を書いたりジャーナリズムを教えたりしています。 彼はに到達することができます [メール保護]
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この記事はもともとClimate News Networkに掲載されました
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