Ηλιακό Σφουγγάρι

Οι μηχανικοί του MIT εφηύραν μια συσκευή τυλιγμένη με φυσαλίδες, σαν σφουγγάρι που απορροφά το φυσικό ηλιακό φως και θερμαίνει το νερό σε θερμοκρασίες βρασμού, παράγοντας ατμό μέσω των πόρων της.



Η ηλιακή γεννήτρια ατμού δεν απαιτεί ακριβούς καθρέφτες ή φακούς για τη συγκέντρωση του ηλιακού φωτός. Αντίθετα, βασίζεται σε υλικά χαμηλής τεχνολογίας για να συλλαμβάνει το ηλιακό φως και να το συγκεντρώνει ως θερμότητα. Στη συνέχεια, η θερμότητα κατευθύνεται προς τους πόρους του σφουγγαριού, οι οποίοι αντλούν νερό και το απελευθερώνουν ως ατμό.

Από τα πειράματά τους - συμπεριλαμβανομένου ενός στο οποίο τοποθέτησαν το ηλιακό σφουγγάρι στην οροφή του κτιρίου 3 του MIT - οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η δομή ζέστανε το νερό μέχρι τη θερμοκρασία βρασμού των 100 °C. Το σφουγγάρι μπορεί να δημιουργήσει ατμό μέσα σε λίγα λεπτά (και μερικές φορές μόνο δευτερόλεπτα), ακόμη και σε σχετικά δροσερές, συννεφιασμένες μέρες.





Το περιτύλιγμα με φυσαλίδες βοηθά την ηλιακή γεννήτρια ατμού να παγιδεύει τη θερμότητα του ήλιου.

Ο σχεδιασμός μπορεί να παρέχει φθηνές εναλλακτικές λύσεις για αφαλάτωση, θέρμανση νερού οικίας, επεξεργασία λυμάτων και αποστείρωση ιατρικών εργαλείων.

Επικεφαλής της έρευνας ήταν ο George Ni, μεταπτυχιακός φοιτητής του MIT, και ο Gang Chen, καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών και επικεφαλής του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών.



Ένα βασικό στοιχείο του σχεδιασμού είναι ένας φασματικά επιλεκτικός απορροφητής - ένα μπλε, μεταλλικό φιλμ που χρησιμοποιείται συνήθως σε ηλιακούς θερμοσίφωνες. Το υλικό απορροφά ακτινοβολία στο ορατό εύρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, αλλά δεν ακτινοβολεί στο υπέρυθρο φάσμα, που σημαίνει ότι απορροφά το ηλιακό φως και παγιδεύει τη θερμότητα, ελαχιστοποιώντας την απώλεια θερμότητας.

Δεδομένου ότι ο χαλκός μεταφέρει τη θερμότητα αποτελεσματικά, οι ερευνητές τοποθέτησαν ένα λεπτό φύλλο χαλκού επικαλυμμένο με τον φασματικά επιλεκτικό απορροφητή σε ένα θερμομονωτικό κομμάτι αιωρούμενου αφρού. Ωστόσο, διαπίστωσαν ότι παρόλο που η δομή δεν ακτινοβολούσε πολλή θερμότητα πίσω στο περιβάλλον, η θερμότητα εξακολουθούσε να διαφεύγει μέσω της μεταφοράς, στην οποία κινούμενα μόρια αέρα όπως ο άνεμος θα ψύχουν φυσικά την επιφάνεια.

Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα ήρθε από τη 16χρονη κόρη του Τσεν, η οποία τότε δούλευε σε ένα έργο επιστημονικής έκθεσης - ένα αυτοσχέδιο θερμοκήπιο κατασκευασμένο από απλά υλικά, συμπεριλαμβανομένου του περιβλήματος με φυσαλίδες.

Μπόρεσε να το θερμάνει στους 160 °F, το χειμώνα! λέει ο Τσεν. Ήταν πολύ αποτελεσματικό.



Ο Τσεν πρότεινε στον Ni ότι το υλικό συσκευασίας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την πρόληψη της απώλειας θερμότητας με μεταφορά. Η κάλυψη του σφουγγαριού με αυτό θα άφηνε το φως του ήλιου να εισέλθει μέσα από το διαφανές περιτύλιγμα του υλικού, ενώ παγιδεύει αέρα στις μονωτικές του φυσαλίδες.

Ήμουν πολύ δύσπιστος με την ιδέα στην αρχή, θυμάται η Ni. Νόμιζα ότι δεν ήταν υλικό υψηλής απόδοσης. Αλλά δοκιμάσαμε το πιο καθαρό περιτύλιγμα με φυσαλίδες με μεγαλύτερες φυσαλίδες για περισσότερο αποτέλεσμα παγίδευσης αέρα και αποδεικνύεται ότι λειτουργεί. Τώρα, λόγω αυτού του περιτυλίγματος με φυσαλίδες, δεν χρειαζόμαστε καθρέφτες για να συγκεντρώσουμε τον ήλιο.

Ενώ το πρωτότυπο μετέτρεψε μόλις το 20 τοις εκατό του εισερχόμενου ηλιακού φωτός σε ατμό, οι ερευνητές σχεδιάζουν να εξερευνήσουν άλλα υλικά, συμπεριλαμβανομένων διαφορετικών διαμορφώσεων περιτυλίγματος με φυσαλίδες, για να βελτιώσουν την απόδοση της συσκευής χαμηλού κόστους.

κρύβω

Πραγματικές Τεχνολογίες

Κατηγορία

Χωρίς Κατηγοριοποίηση

Τεχνολογία

Βιοτεχνολογία

Τεχνική Πολιτική

Την Αλλαγή Του Κλίματος

Άνθρωποι Και Τεχνολογία

Silicon Valley

Χρήση Υπολογιστή

Περιοδικό Mit News

Τεχνητή Νοημοσύνη

Χώρος

Έξυπνες Πόλεις

Blockchain

Feature Story

Προφίλ Αποφοίτων

Σύνδεση Αποφοίτων

Δυνατότητα Ειδήσεων Mit

1865

Η Θέα Μου

77 Mass Ave

Γνωρίστε Τον Συγγραφέα

Προφίλ Στη Γενναιοδωρία

Βλέπεται Στην Πανεπιστημιούπολη

Επιστολές Αποφοίτων

Νέα

Εκλογές 2020

Με Ευρετήριο

Κάτω Από Τον Θόλο

Πυροσβεστική Μάνικα

Άπειρες Ιστορίες

Πανδημικό Τεχνολογικό Έργο

Από Τον Πρόεδρο

Θέμα Εξώφυλλου

Φωτογραφίες

Συνιστάται