Prototypen på den nye solcelledrevne afsaltningsanordning sidder på toppen af ​​MIT. Billede: Efter tilladelse fra forskerne.

Seaside samfund med masser af sol kan snart have rigelig ferskvand uden behov for elektricitet.

Et internationalt team af forskere har udviklet en billig måde at levere frisk vand til tørstige samfund ved at gøre havvand drikkeligt uden brug af elektricitet.

Så længe solen skinner, siger de, vil deres enhed producere nok drikkevand af høj kvalitet til at dække en families behov til en pris af omkring US $ 100 (£ 77).

Forskerne fra Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA og Shanghai Jiao Tong University, Kina, mener, at deres hjernebølge tilbyder en enkel løsning på tørstige øer og tørre kystområder, der mangler en pålidelig elforsyning, men har adgang til havvand. Det kan endda hjælpe med at forhindre nogle af de massemigrationer, der forventes med klimaændringer.

Lignende indhold

Når samfund skal flytte på grund af klimaforandringer

Flygtningekoraller flytter for at undslippe opvarmende have

Hvordan australske samfund kæmper mod madaffald med cirkulære økonomier

Forskerne rapporterer deres arbejde i tidsskriftet Energi- og miljøvidenskab. Testning af deres prototype på et tag ved Massachusetts Institute of Technology, de producerede mere end 1.5 liter frisk drikkevand hver time for hver kvadratmeter solfangerområde.

Deres enhed er terningformet med flere lag solinddamper og kondensatorer stablet en oven på en anden, overlejret med et lag af gennemsigtig isolering. I det væsentlige er det et flerlag solenergi stadig, svarende til dem, der blev brugt i århundreder til fremstilling af stærk væske og brugt i dag i mange applikationer.

”Denne nye tilgang er meget vigtig. En af udfordringerne ved solbaseret afsaltning er lav effektivitet. Denne øgede effektivitet vil have en samlet indvirkning på at reducere omkostningerne ved produceret vand ”

En solenergi bruger stadig flade paneler til at absorbere varme, som den derefter overfører til et lag vand, som begynder at fordampe. Dampen kondenseres på det næste panel, og vandet opsamles, mens varmen fra dampkondensationen ledes til laget ovenfor.

Hver gang damp kondenserer på en overflade, frigiver den varme; i typiske kondensatorsystemer går denne varme simpelthen tabt for miljøet. Men i denne flerlagsversion flyder den frigjorte varme til det næste fordamperlag, genanvender solvarmen og øger den samlede effektivitet.

Lignende indhold

Hvorfor Sydafrikas strømafbrydelser skal fortsætte i de næste fem år

Dette er hvad Australiens voksende byer skal gøre for at undgå at løbe tør

Når klimavarmen forværres, er en sultne verden sandsynligvis

Effektiviteten kommer fra at bruge hvert af de flere trin til at fjerne salt fra havvandet, hvor varmen frigivet fra det forrige trin blev udnyttet i stedet for spildt. På denne måde opnåede holdets demonstrationsanordning en samlet effektivitet på 385% ved at omdanne sollysens energi til fordampning.

Evelyn Wang, en medforfatter, sagde: ”Når du kondenserer vand, frigiver du energi som varme. Hvis du har mere end et trin, kan du drage fordel af den varme. ”

Omkostningsudveksling

Selvom tilføjelse af flere lag øger systemets konverteringseffektivitet, tilføjer hvert lag også omkostninger og bulk. Holdet bosatte sig på et 10-trins-system til deres proof-of-concept-enhed.

Det leverede rent vand, der overskred stadens drikkevandstandarder, med en hastighed på 5.78 liter pr. Kvadratmeter (ca. 1.52 gallons per 11 kvadratfod) solfangerområde. Dette er mere end dobbelt så meget som den rekordmængde, der tidligere er produceret af et sådant passivt solcelledrevet afsaltningssystem, siger professor Wang.

Og en stor fordel ved systemet er, at det har en selvskylningsmekanisme, der vil rense ophobningen af ​​salt hver nat og returnere det til havet.

En mulig måde at bruge systemet på ville være med flydende paneler på en krop af saltvand. Panelerne kunne levere konstant frisk vand gennem rør til kysten, så længe solen skinnede. Andre systemer kunne designes til at betjene en enkelt husstand, måske ved hjælp af et fladskærm på en stor lavvandtank med havvand.

Holdet anslår, at et system med et ca. 100 kvadratmeter stort solfangerområde kunne imødekomme en persons daglige drikkevandbehov. I produktionen tror de, at et system, der er bygget til at imødekomme en families behov, muligvis kan bygges for omkring $ XNUMX.

Billigere udskiftninger

Den dyreste komponent i prototypen er det gennemsigtige lag aerogel brugt som isolator øverst i stakken, men teamet antyder, at andre billigere isolatorer kunne bruges i stedet. (Selve airgel er fremstillet af meget billig silica, men kræver specialiseret tørreudstyr under fremstillingen.)

Lignende indhold

Sådan oprettes en by, der passer til 50 ℃ Heatbølger

Biodiversitet hjælper korallrev med at trives - og kan være en del af strategier for at redde dem

Det vil være svært, men vi kan fodre verden med planteprotein

”Denne nye tilgang er meget vigtig,” siger Professor Ravi Prasher fra Lawrence Berkeley National Laboratory og University of California i Berkeley, som ikke var involveret i forskningen.

”En af udfordringerne ved solbaseret afsaltning er lav effektivitet på grund af tab af betydelig energi i kondens.

"Ved effektiv høst af kondensationsenergi forbedres den samlede sol- / dampeffektivitet dramatisk ... Denne øgede effektivitet vil have en samlet indvirkning på at reducere omkostningerne ved produceret vand." - Climate News Network