Solárny systém odsoľovania rýchlo vyrába pitnú vodu bez upchávania
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 4. 10. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci vyvinuli nový solárny systém odsoľovania, ktorý produkuje veľké množstvo pitnej vody a využíva techniku inšpirovanú oceánom, aby sa vyhol problémom so zanášaním soľou. Zväčšený systém by mohol poskytnúť dostatok pitnej vody na uspokojenie každodenných potrieb malej rodiny.
V posledných rokoch bolo vyvinutých množstvo solárnych systémov odsoľovania, ktoré riešia problém udržateľného zásobovania sladkou vodou. Častou výzvou je však akumulácia soli, ktorá upcháva systém a ovplyvňuje rýchlosť produkcie vody.
Na prekonanie tohto problému sa výskumníci z MIT a Šanghajskej univerzity Jiao Tong inšpirovali prírodným fenoménom, konkrétne tým, ako sú hlbokooceánske prúdy poháňané rozdielmi v hustote vody, proces známy ako termohalinná cirkulácia.
Nový systém výskumníkov vylepšuje ich predchádzajúci dizajn, podobný koncept pozostávajúci z viacerých vrstiev nazývaných ako „fázy“. Každý stupeň obsahoval výparník a kondenzátor, ktorý využíval slnečné svetlo na pasívne oddelenie soli od prichádzajúcej vody. Zatiaľ čo efektívne využíval slnečnú energiu na odparovanie vody, po niekoľkých dňoch sa upchal v dôsledku nahromadenia soli. Výskumníci teda vyskúšali verziu termohalinnej cirkulácie ako spôsob, ako zmierniť hromadenie soli.
Nový dizajn obsahuje jeden stupeň, ktorý vyzerá ako tenká krabica, na ktorej je tmavý materiál, ktorý absorbuje teplo zo Slnka. Vo vnútri je box rozdelený na hornú a spodnú časť. Voda preteká cez hornú polovicu, kde je strop obložený vrstvou výparníka, ktorá využíva slnečné teplo na zohrievanie a odparovanie akejkoľvek vody, ktorá príde do priameho kontaktu. Vodná para je odvádzaná do spodnej časti, kde kondenzačná vrstva vzduchom ochladzuje paru na pitnú vodu bez obsahu soli.
Celý box je naklonený, čo v kombinácii s tepelnou energiou zo slnečného žiarenia vyvoláva pri prietoku vírenie vody. Tento pohyb pomáha dostať vodu do kontaktu s hornou odparovacou vrstvou, pričom udržuje soľ v cirkulácii a zabraňuje jej usadzovaniu a upchávaniu.
„Teraz predstavujeme ešte silnejšiu konvekciu, ktorá je podobná tomu, čo zvyčajne vidíme v oceáne, v kilometrových mierkach,“ povedal Zhenyuan Xu, jeden z príslušných autorov štúdie. „Keď je morská voda vystavená vzduchu, slnečné svetlo poháňa vodu k odparovaniu. Akonáhle voda opustí povrch, soľ zostane. A čím vyššia je koncentrácia soli, tým je kvapalina hustejšia a táto ťažšia voda chce tiecť nadol. Napodobením tohto kilometrového javu v malej škatuľke môžeme využiť túto funkciu na odmietnutie soli“.
Vedci zistili, že ich systém produkuje sladkú vodu z vody v rôznych koncentráciách soli, od prírodnej morskej vody až po vodu, ktorá bola sedemkrát slanšia. Hovorí sa, že ak by bol systém zväčšený na veľkosť malého kufra, mohol by produkovať 4 až 6 litrov vody za hodinu a vydržal by niekoľko rokov, kým by si vyžadoval náhradné diely.
Vzhľadom na vysokú produkciu vody v systéme, vysoké odmietanie soli, predĺženú životnosť a skutočnosť, že systém je poháňaný solárnou energiou a nevyžaduje elektrinu, vedci tvrdia, že celkové náklady na prevádzku systému by mohli byť lacnejšie ako náklady na výrobu vody z vodovodu.
„Ukazujeme, že toto zariadenie je schopné dosiahnuť dlhú životnosť,“ povedal Yang Zhong, spoluautor štúdie. „To znamená, že po prvýkrát je možné, že pitná voda vyrobená slnečným žiarením bude lacnejšia ako voda z vodovodu. To otvára možnosť pre solárne odsoľovanie na riešenie skutočných problémov“.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Joule.
