Опреснение морской воды с помощью солнечной энергии

14.09.2024

Вода - ключевой ресурс для человечества, однако доступ к пресной воде остается одной из глобальных проблем. Исследователи из Университета Ватерлоо предложили инновационное решение этой задачи, разработав энергоэффективную систему опреснения морской воды, которая использует солнечную энергию. Это устройство может стать прорывом в производстве питьевой воды для регионов, испытывающих дефицит пресной воды, особенно в прибрежных зонах.

Предложенная система использует солнечную энергию для испарения и конденсации морской воды в закрытой системе, что позволяет эффективно отделять соль и другие примеси. В отличие от традиционных систем опреснения, которые требуют регулярного обслуживания из-за накопления соли, эта технология обеспечивает непрерывный процесс. В основе системы лежит способность поглощать и преобразовывать до 93% солнечного света в полезную энергию, что является значительным улучшением по сравнению с текущими методами опреснения.

Одна из ключевых характеристик системы - это высокая эффективность преобразования солнечной энергии в тепло, что позволяет производить около 20 литров пресной воды на каждый квадратный метр поверхности ежедневно. Этот объем соответствует суточной потребности человека в воде, согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения. Портативность устройства делает его идеальным решением для труднодоступных регионов или мест с ограниченным доступом к водным ресурсам.

Основа устройства - уникальные материалы, в том числе никелевая пена с полимерным покрытием и термочувствительные частицы пыльцы. Эти материалы способны поглощать солнечную энергию по всему спектру, преобразовывая ее в тепло. Процесс испарения воды происходит благодаря капиллярному эффекту, подобному тому, как деревья транспортируют воду от корней к листьям. Вода нагревается на поверхности полимерного слоя и поднимается вверх, что способствует ее эффективному испарению.

Одной из главных проблем традиционных опреснительных установок является накопление соли, которое может засорять мембраны и требовать частого технического обслуживания. Новая система решает эту проблему с помощью самоочищающегося механизма. Когда вода испаряется, соль остается в нижних слоях устройства и выводится, предотвращая засорение. Такой механизм напоминает процесс обратной промывки в бассейнах и позволяет устройству работать бесперебойно в течение длительного времени.

На данный момент система находится на стадии разработки, но ученые планируют провести полевые испытания на море для проверки ее работоспособности и возможностей масштабирования. Если испытания пройдут успешно, технология может стать важным инструментом для решения проблемы нехватки питьевой воды в прибрежных общинах. Также она может способствовать достижению ряда целей устойчивого развития ООН, включая улучшение здоровья и благополучия людей, обеспечение доступности воды и санитарии, борьбу с изменением климата и ответственное потребление ресурсов.

Технология солнечного опреснения воды, предложенная исследователями из Университета Ватерлоо, открывает новые возможности для устойчивого производства пресной воды. Ее энергоэффективность, самоочищающийся механизм и способность обеспечивать людей чистой водой без использования химических веществ и сложных технических систем делают ее привлекательным решением для многих регионов мира. В перспективе эта технология может оказать значительное влияние на глобальное водоснабжение и сыграть важную роль в устойчивом развитии.

<< Назад: Новая модель искусственного интеллекта размышляет как доктор наук 14.09.2024

>> Вперед: Стерильная пыльца как метод борьбы с сорняками 13.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Токсичные вещества из загрязненного воздуха проникают в мозг 22.09.2016 В мае этого года Всемирная организация здравоохранения опубликовала доклад, в котором говорилось, что в период с 2008 по 2013 гг. уровень загрязнения воздуха мелкими частицами сульфата, нитратов и черного углерода повысился на 8%. Эти частицы глубоко проникают в легкие и сердечно-сосудистую систему человека и наносят ущерб здоровью. Новое исследование, проведенное английскими учеными из Университета Ланкастера, показало, что частицы из воздуха попадают также в мозг. Исследовали проанализировали образцы ткани мозга 29 человек, живших и умерших в Мексико-Сити, одном из самых загрязненных городов мира, и 8 человек, живших и умерших в Манчестере, и нашли в образцах наносферы из магнетита - минерала из класса оксидов - диаметром 200 нанометоров. Частицы магнетита могут образовываться в мозгу в незначительных количествах естественным образом, однако они, как правило, неправильной формы с острыми углами. Частицы же, обнаруженные учеными, отличались от естественных. Их было больше, и они были круглой формы с гладкой поверхностью, что является признаком их происхождения в условиях высокой температуры - например, в двигателе автомобиля или в тормозной системе. Кроме того, на их поверхности располагались кристаллические зерна, появляющиеся в результате реакции с платиной в каталитическом нейтрализаторе. На каждую естественную частицу магнетита в мозгу приходилось около 100 частиц из загрязненного воздуха. Ученые предполагают, что оксид железа при накоплении в мозгу может способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний, поскольку подобные частицы были ранее обнаружены в появляющихся при болезни Альцгеймера амилоидных бляшках в мозгу. Однако прямой связи пока нет, и требуются дальнейшие исследования относительно необходимости промывки мозгов для избавления от магнетита. Тем более, что для предупреждения болезни Альцгеймера можно начать со здорового питания и активного образа жизни, а также бросить курить.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025