Приблизително две трети от човечеството е засегнато от недостиг на

Приблизително две трети от човечеството е наранено от дефицит на вода и доста такива региони в развиващия се свят също са изправени пред липса на надеждно електричество. По този метод необятно публикуваните проучвателен старания са фокусирани върху методите за обезсоляване на морска или солена вода, употребявайки единствено слънчева топлота. Много сходни старания обаче се сблъскват с проблеми със замърсяването на оборудването, породено от струпване на сол, което постоянно прибавя трудност и разноски. Сега екип от откриватели в Масачузетски софтуерен институт (MIT) и в Китай измисли решение на казуса с натрупването на сол - и в процеса създаде система за обезсоляване, заяви преди дни Системата е по едно и също време по-ефективна и по-евтина от предходните способи за слънчево обезсоляване. Процесът може да се употребява и за отнасяне на нечисти отпадъчни води или за генериране на пара за стерилизиране на медицински принадлежности, без да се изисква източник на сила, друг от самата слънчева светлина. Констатациите са разказани през днешния ден в списание Nature Communications, в публикация на Ленан Джанг от MIT и професора по машинно инженерство Евелин Уанг, както и още няколко учени. „ Имаше доста демонстрации на в действителност високоефективни, отхвърлящи солта, основани на слънчева сила дизайни за изпаряване на разнообразни устройства “, споделя Уанг. „ Предизвикателството е казусът със замърсяването на солта, с който хората в действителност не са се занимавали. И по този начин, виждаме тези доста атрактивни цифри за продуктивност, само че те постоянно са лимитирани заради продължителност. С течение на времето нещата ще се объркат. " Много опити за слънчеви системи за обезсоляване разчитат на някакъв тип фитил за евакуиране на солена вода през устройството, само че тези фитили са уязвими към струпване на сол и релативно сложни за разчистване. Вместо това екипът се концентрира върху създаването на система без фитил. Резултатът е многопластова система с мрачен материал от горната страна, с цел да всмуква слънчевата топлота, по-късно тъничък пласт вода над перфориран пласт материал, ситуиран на върха на бездънен контейнер със солена вода, като контейнер или езерце. След деликатни калкулации и опити, откривателите дефинираха оптималния размер за дупките, пробити през перфорирания материал, който в техните проби е изработен от полиуретан. С диаметър 2,5 милиметра тези дупки могат елементарно да бъдат направени благодарение на общодостъпни водоструйки. Дупките са задоволително огромни, с цел да разрешат естествена конвективна циркулация сред по-топлия горен пласт вода и по-студения контейнер изпод. Тази циркулация естествено изтегля солта от тънкия пласт от горната страна надолу в доста по-голямото водно тяло изпод, където тя се разрежда добре и към този момент не съставлява проблем. „ Това ни разрешава да реализираме висока продуктивност и в същото време да предотвратим това струпване на сол “, споделя Уанг. Предимствата на тази система са „ както високата продуктивност, по този начин и надеждната работа, изключително при рискови условия, когато в действителност можем да работим с съвсем наситена солена вода. И това значи, че е доста потребен и за филтриране на отпадъчни води. " Голяма част от работата по такова обезсоляване със слънчева сила е фокусирана върху нови материали. " Но в нашия случай ние използваме в действителност евтини, съвсем домашен материали. " Ключът беше анализирането и разбирането на конвективния поток, който задвижва тази напълно пасивна система, споделят учените. „ Хората споделят, че постоянно се нуждаете от нови материали, скъпи или комплицирани структури или влагоуловяващи структури, с цел да извършите това. И имам вяра, че това е първият, който прави това без влаго улавящи структури. Този нов метод „ обезпечава обещаващ и ефикасен път за обезсоляване на разтвори с висока соленост и може да промени играта в обезсоляването на слънчевата вода “, споделя Хади Гасеми, професор по химическо и биомолекулно инженерство в университета в Хюстън, който не е обвързван. с тази работа. „ Необходима е спомагателна работа за оценка на тази идея в огромни условия и в дълготраен проект “, прибавя той. Точно както горещият въздух се издига, а студеният пада, изяснява Джанг, естествената конвекция задвижва процеса на обезсоляване в това устройство. В затворения воден пласт покрай върха „ изпарението се случва в най-горния интерфейс. Поради солта, плътността на водата в най-горния интерфейс е по-висока, а долната вода има по-ниска компактност. Така че това е истинска движеща мощ за тази естествена конвекция, тъй като по-високата компактност в горната част кара солената течност да слиза надолу. Водата, изпарена от горната част на системата, може по-късно да бъде събрана върху кондензираща повърхнина, осигурявайки чиста прясна вода. Отхвърлянето на солта към водата изпод също може да докара до загуба на топлота в процеса, тъй че предотвратяването на това изисква деликатно инженерство. Досега екипът е потвърдил концепцията, употребявайки дребни настолни устройства, тъй че идната стъпка ще стартира да се мащабира до устройства, които биха могли да имат на практика приложения. Въз основа на техните калкулации, система със единствено 1 квадратен метър повърхност за събиране би трябвало да е задоволителна, с цел да обезпечи ежедневните потребности на фамилията от питейна вода, споделят те. Джанг споделя, че са пресметнали, че нужните материали за устройство от 1 квадратен метър ще костват единствено към $4. Необходимата работа за превеждане на това доказателство на концепцията в лабораторен мащаб в работещи търговски устройства и за възстановяване на цялостното произвеждане на вода би трябвало да бъде допустима в границите на няколко години, споделя Джанг. Първите приложения евентуално ще бъдат обезпечаване на безвредна вода на отдалечени места отвън мрежата или за помощ при бедствия след урагани, трусове или други нарушавания на естественото водоснабдяване. „ Ако можем да концентрираме малко слънчевата светлина, бихме могли да използваме това пасивно устройство за генериране на високотемпературна пара, с цел да създадем здравна дезинфекция “ за отвън мрежови селски региони. „ Мисля, че действителна опция е развиващият се свят “, споделя Уанг. " Това е мястото, където има най-вероятно влияние в кратковременен проект, заради простотата на дизайна. Ако в действителност желаеме да го пуснем там, ние също би трябвало да работим с крайните консуматори, с цел да можем в действителност да възприемем метода, по който го проектираме, тъй че те да желаят да го употребяват “, добави тя. Екипът включва още Янг Джонг, Арни Лерой и Лин Джао от Масачузетския софтуерен институт и Женюан Сю от Шанхайския университет Джиао Тонг в Китай. Работата беше подкрепена от Алианса за проучвания и технологии Сингапур-MIT, Съвместния фонд за просвета и технологии на Съединени американски щати и Египет и употребявани уреди, подкрепени от Националната научна фондация.