Экономичный очиститель воды на солнечной энергии

09.02.2017

Недостаток питьевой воды - одна из важнейших проблем на земном шаре, пусть в Европе она еще не ощущается как настолько острая. Киаокиан Ган (Qiaoqiang Gan), инженер из Университета штата Нью-Йорк и его коллеги разработали опреснитель на солнечной энергии, для которого расходные материалы стоят всего $2 за квадратный метр.

"Это позволит людям получать самостоятельно чистую воду, так же, как они получают электроэнергию от солнечных панелей на крыше дома", - сказал Лю. Скорость опреснения имеет большое значение - ныне существующие устройства должны иметь площадь не менее 6 м2, чтобы снабжать одного человека достаточным объемом питьевой воды в течение дня. Проблема в гигантских потерях энергии на нагревание воды.

Поэтому в последние годы использовались два подхода к повышению эффективности - либо нагревать только верхний слой воды, либо использовать наноматериалы, чтобы эффективнее собирать солнечную энергию. Второе технически предпочтительнее, зато на порядки дороже - наноматериалы стоят сотни долларов за грамм, и в развивающихся странах некому потратить такие деньги на опреснение для всех.

В новом устройство три основных компонента: во-первых, богатая клетчаткой бумага (вроде той, из которой делают деньги), покрытая черных слоем углерода (это дешевый порошок, остающийся после неполного сгорания нефти или дегтя).

Во-вторых, брусок пеноплистирола (из этого материала делают одноразовые стаканчики для кофе), разрезанный на 25 слегка соединенных частей. все они плавают на поверхности грязной воды, чтобы предотвратить перегревание воды под солнечными лучами. Эти секции покрыты вышеупомянутой бумагой, края которой опущены в воду. Соответственно, вода в силу капиллярного эффекта поднимается по бумаге вверх и там испаряется.

В-третьих, наконец, это акриловое покрытие, которое собирает испаряющуюся воду. Отсюда вода попадает в емкость для чистой воды.

Ганн и его коллеги утверждают, что установка на 88% эффективнее собирает и передает в воду солнечную энергию. В результате аппарат площадью 1 м2 дает 1 литр воды в час. Ныне распространенным коммерческим аппаратам нужно 4 часа для того же результата.

Что особенно важно - устройство очень дешево. По оценкам Гана, на 1 м2 нужно примерно $1,6 - сравните с $200 долларами для устройств, использующих линзы для фокусировки солнечных лучей. Семье из четырех человек достаточно потратить около $5 долларов, чтобы иметь минимально необходимый объем чистой воды.

<< Назад: Планета-алмаз 09.02.2017

>> Вперед: Цунами усмиряется математикой 08.02.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Столкновение экзопланет 20.02.2019 Первое в истории столкновение экзопланет в системе Kepler 107 зафиксированы астрофизиками их международной группы. По крайней мере, четыре планеты вращаются вокруг звезды спектрального типа G2, известной как Kepler 107 . По крайней мере две из них появились в результате космического столкновения. Хотя радиусы одинаковы, вторая планета в три раза плотнее, чем планета, ближайшая к звезде. Это необычно для данного типа планет. Удивительно высокая плотность Kepler 107c позволяет предположить, что планета имеет металлическое ядро. Именно столкновение объясняет потерю внешних слоев у второй планеты. "Различная плотность согласуется с гигантским ударным воздействием на Kepler-107c, которое могло сорвать часть ее мантии", - считают авторы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026