Güneş enerjisini kullanmak için suyu buharlaştırmak ve arındırmak fikri eskidir. Yunan filozofu Aristo‘nun, 2000 yıldan fazla bir süre önce böyle bir süreci tanımladığı bildirildi.
Şimdi, araştırmacılar bu teknolojiyi modern çağa taşıyorlar. Bunu rekor kıran oranlar olarak rapor ettikleri suyla dezenfekte etmek için kullanıyorlar.
Karbon şeklindeki siyah kağıdı üçgen şeklinde örterek ve suyu hem absorbe hem de buharlaştırmak için kullanarak, mükemmel bir verime sahip temiz su üretiminde Güneş ışığını kullanmak için bir yöntem geliştirdiler.
Buffalo Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Üniversitesi’nde elektrik mühendisliği doktora öğrencisi olan Qiaoqiang Gan “Tekniğimiz, doğal Güneş ışığı altında teorik olarak hesaplanandan daha hızlı bir şekilde içme suyu üretebiliyor.
Genellikle Güneş enerjisinin suyu buharlaştırmak için kullanıldığı zaman, çok az enerji harcar. Bu, işlemi yüzde 100’den daha az verimli kılar. Sistemimiz ısı çekmenin bir yoludur. Çevremizden, mükemmel bir verim elde etmemize izin veriyor. ” dedi.
Düşük maliyetli teknoloji, kaynakların az olduğu bölgelerde veya doğal afetlerin meydana geldiği bölgelerde içme suyu sağlayabilir. Gelişmeler Advanced Science dergisinde yayınlandı.
Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından finanse edilen proje, UB, Çin’deki Fudan Üniversitesi ve Wisconsin-Madison Üniversitesi arasında bir işbirliğiydi. UB elektrik mühendisliği Doktora mezunu Haomin Song ve doktora adayı Youhai Liu, çalışmanın ilk yazarlarıydı.
Gan, Song ve diğer meslektaşları, buluşu ihtiyacı olan kişilere getirmek için bir başlangıç olan Sunny Clean Water’ı başlattı. NSF Small Business Innovation Research programının desteğiyle şirket, yeni buharlaştırma sistemini Güneş enerjili bir su arıtma cihazı olan bir Güneş enerjisi prototipine entegre ediyor.
Şirket “Afet bölgelerinde çalışan hükümet yetkilileri veya sivil toplum kuruluşları ile konuştuğunuzda, şunları bilmek isterler:” Her gün ne kadar su üretebilirsiniz? ” Günlük performansın artırılması için bir stratejimiz var. Hala bir mini buzdolabı büyüklüğünde bir Güneş enerjisi ile, her gün 10 ila 20 litre temiz su üretebileceğimizi tahmin ediyoruz.” şeklinde açıklıyor.
Eski bir teknolojiyi modernleştirmek
Güneş uzun zamandır etrafta dolaşıyor. Bu cihazlar, suyun buharlaşması için Güneşin ısısını kullanırlar. Tuz, bakteri ve kir bırakırlar. Daha sonra, su buharı soğutarak sıvı bir duruma geri döner. Bu noktada temiz bir kapta toplanır.
Tekniğin birçok avantajı vardır. Bu basit ve güç kaynağı Güneş hemen hemen her yerdedir. Fakat ne yazık ki, şu ana kadar yapılan modeller su buharlaştırmada yeterince etkili değildir.
Gan’in takımı bu zorluğu bir hile ile ortadan kaldırdı: Buharlaşma sisteminin verimliliğini arttırıp soğuttu.
Teknolojilerinin merkezi bir bileşeni, bir kuş evinin çatısı gibi baş aşağı bir “V” şeklinde katlanan bir karbon kaplı kağıttır. Kağıdın alt kenarları, bir peçete gibi sıvıyı emerek, bir su havuzuna asılır. Aynı zamanda, karbon kaplama Güneş enerjisini emer. Buharlaşma için ısıya dönüştürür.
Gan’in açıkladığı gibi, kağıdın eğimli geometrisi onu aydınlatan Güneş ışığının yoğunluğunu azaltarak onu serinletir. (Düz bir yüzey doğrudan Güneş ışınlarından etkilenecektir.) Karbon kaplı kağıdın çoğu oda sıcaklığında kaldığından, buharlaşma sırasında meydana gelen düzenli Güneş enerjisi kaybını telafi ederek çevredeki ısıyı çekebilir.
Bu çalışmayı kullanarak, araştırmacılar, yeni çalışmaya göre, düzenli güneş tarafından aydınlatılan her metrekaresi alan için teorik olarak 1,68 litre olan üst sınırdan daha yüksek olan 2,2 litre su tüketimini buharlaştırdı. Ekip, testleri düzenli bir güneşin yoğunluğuna ışık oluşturmak için bir Güneş simülatörü kullanarak laboratuarda gerçekleştirdi.
Gan, “Güneş buharlaştırma teknolojileri üzerinde çalışan çoğu grubun metalik plazmonik ve karbon bazlı nanomalzemeler gibi gelişmiş malzemeler geliştirmeye çalıştığı belirtiliyor. Biz son derece düşük maliyetli malzemeler kullanmaya odaklandı. Hala rekor kıran performansı gerçekleştirebildik.
Güneş enerjisi girdisini düşündüğünüzde Güneş buharlaşma işleminin ısıl verimliliğinin yüzde 100 olduğunu bildiğim tek örnek budur. Buharın ortam sıcaklığının altında olduğu bir teknik geliştirerek alternatifleri keşfetmek için yeni araştırma olanakları yaratıyoruz.” dedi.
