211service.com
Saules sūklis
MIT inženieri ir izgudrojuši ar burbuļiem iesaiņotu, sūkļveida ierīci, kas absorbē dabisko saules gaismu un uzsilda ūdeni līdz vārīšanās temperatūrai, radot tvaiku caur porām.
Saules tvaiku ģeneratoram nav nepieciešami dārgi spoguļi vai lēcas, lai koncentrētu saules gaismu. Tā vietā tas paļaujas uz zemu tehnoloģiju materiāliem, lai uztvertu saules gaismu un koncentrētu to kā siltumu. Pēc tam siltums tiek novirzīts uz sūkļa porām, kas uzsūc ūdeni un izdala to kā tvaiku.
Eksperimentos, tostarp eksperimentos, kuros viņi novietoja saules sūkli uz MIT 3. ēkas jumta, pētnieki atklāja, ka struktūra uzsildīja ūdeni līdz vārīšanās temperatūrai 100 °C. Sūklis var radīt tvaiku dažu minūšu (un dažreiz tikai sekunžu) laikā pat salīdzinoši vēsās, mākoņainās dienās.
Burbuļplēve palīdz saules tvaiku ģeneratoram notvert saules siltumu.
Dizains var nodrošināt lētas alternatīvas atsāļošanai, dzīvojamo māju ūdens sildīšanai, notekūdeņu attīrīšanai un medicīnisko instrumentu sterilizācijai.
Pētījumu vadīja Džordžs Ni, MIT absolvents, un Gang Chen, enerģētikas profesors un Mašīnbūves katedras vadītājs.
Viena no galvenajām dizaina sastāvdaļām ir spektrāli selektīvs absorbētājs — zila, metāliska plēve, ko parasti izmanto saules ūdens sildītājos. Materiāls absorbē starojumu elektromagnētiskā spektra redzamajā diapazonā, bet tas neizstaro infrasarkanajā diapazonā, kas nozīmē, ka tas gan absorbē saules gaismu, gan aiztur siltumu, samazinot siltuma zudumus.
Tā kā varš efektīvi vada siltumu, pētnieki uzstādīja plānu vara loksni, kas pārklāta ar spektrāli selektīvo absorbētāju, uz termiski izolējošas peldošas putas. Tomēr viņi atklāja, ka, lai gan struktūra neizstaro daudz siltuma atpakaļ vidē, siltums joprojām izplūst caur konvekciju, kurā kustīgās gaisa molekulas, piemēram, vējš, dabiski atdzesētu virsmu.
Risinājumu šai problēmai sniedza Čena 16 gadīgā meita, kura tolaik strādāja pie zinātnes gadatirgus projekta — pagaidu siltumnīcas, kas izgatavota no vienkāršiem materiāliem, tostarp burbuļplēves.
Viņa varēja to sasildīt līdz 160 ° F ziemā! Čens saka. Tas bija ļoti iedarbīgi.
Čens ierosināja Ni, ka iepakojuma materiālu varētu izmantot, lai novērstu siltuma zudumus konvekcijas rezultātā. Pārklājot ar to sūkli, saules gaisma iekļūtu caur materiāla caurspīdīgo iesaiņojumu, vienlaikus notverot gaisu tā izolācijas burbuļos.
Sākumā es biju ļoti skeptisks par šo ideju, Ni atceras. Es domāju, ka tas nav augstas veiktspējas materiāls. Bet mēs izmēģinājām skaidrāku burbuļplēvi ar lielākiem burbuļiem, lai iegūtu lielāku gaisa notveršanas efektu, un izrādās, ka tā darbojas. Tagad šīs burbuļplēves dēļ mums nav vajadzīgi spoguļi, lai koncentrētu sauli.
Lai gan prototips tikai 20 procentus no ienākošās saules gaismas pārveidoja tvaikā, pētnieki plāno izpētīt citus materiālus, tostarp dažādas burbuļplēves konfigurācijas, lai uzlabotu zemo izmaksu ierīces veiktspēju.