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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Многофункциональный микроконтроллер Toshiba с ядром ARM Cortex-M0 03.09.2014 Компания Toshiba Electronics Europe (TEE) представила новый продукт в серии микроконтроллеров TX00 на базе ядра ARM Cortex-M0. Микроконтроллер TMPM037FWUG предназначен для систем управления электродвигателями в таком оборудовании, как принтеры (обычные и многофункциональные), потребительские электронные устройства, цифровые приборы, а также в оборудовании для автоматизации производства. При разработке очень сложных систем управления электродвигателями от современных устройств требуется целый ряд функций, в том числе несколько каналов связи для обмена данными с главным блоком управления и с периферийными устройствами, а также интерфейсы для считывания числовых данных с датчиков. Кроме того, необходим таймер, формирующий импульсы для управления электродвигателем, например шаговым двигателем или двигателем постоянного тока. Микроконтроллер производится в корпусе LQFP64, имеющем размер всего 10x10 мм и всего лишь 64 вывода с шагом 0,5 мм. Микроконтроллер TMPM037FWUG содержит 8-канальный 10-разрядный АЦП и 10-канальный 16-разрядный таймер с программируемым генератором импульсов. Кроме того, в микроконтроллер интегрирован 6-канальный последовательный интерфейс (5 каналов шины SIO/UART и 1 канал шины I2C), что делает ненужным использование микросхемы расширения интерфейса и снижает затраты на производство. В микроконтроллере применяется также технология Bit Banding, которая позволяет получать доступ к отдельным битам и управлять ими. Благодаря этому можно повысить эффективность работы с отдельными битами и оптимизировать использование небольшого объема памяти, состоящей из 128 Кбайт флеш-памяти NAND и 16 Кбайт оперативной памяти SRAM. Благодаря использованию такого же ядра ARM Cortex-M0, как в сериях TX03 и TX04, микроконтроллер TMPM037FWUG повышает эффективность разработок и позволяет снизить затраты на них: для всех этих серий можно применять одни и те же средства разработки для средних и больших систем. Ядро M0 способно работать с максимальной тактовой частотой 20 МГц в диапазоне рабочих напряжений 2,3-3,6 В.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025