这种形状像鸟舍的低成本设备可以为受自然灾害影响的人们提供饮用水。

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利用太阳的能量来蒸发和净化水的想法由来已久。据报道,希腊哲学家亚里士多德描述了这样一个过程超过2,000年前。现在,研究人员将这项技术带入现代,用它来对水进行消毒,达到创纪录的速度。

用黑色垂饰,三角形浸碳纸,用于吸收和蒸发水,他们开发了一种利用阳光产生近乎完美效率的清洁水的方法。

以更快的速度生产饮用水


“我们的技术能够以比在自然阳光下理论计算的更快的速度生产饮用水,“首席研究员乔强甘说,博士学位,布法罗大学工程与应用科学学院电气工程副教授。

“通常,当太阳能被用来蒸发水时,一些能量被浪费了,因为热量被浪费到周围的环境中,“Gan说。“这使得该过程的效率低于100%。我们的系统有一种从周围环境吸热的方式,让我们达到近乎完美的效率。”“

低成本技术可以在资源稀缺的地区提供饮用水,或者自然灾害发生的地方。5月3日发表在《高级科学》杂志上的一项研究描述了这些进展。

项目,由国家科学基金会资助,是UB之间的合作,中国复旦大学和威斯康星大学麦迪逊分校。UB电气工程博士研究生宋浩民和博士研究生刘友海是这项研究的第一作者。

Gan宋和其他同事已经启动了一个初创公司,干净的阳光,把发明带给需要它的人。在国家自然科学基金小企业创新研究项目的支持下,该公司正在将新的蒸发系统集成到一个太阳能蒸馏器的原型中,太阳能净水器。

“当你和在灾区工作的政府官员或非营利组织交谈时,他们想知道:“你每天能产生多少水?”“我们有一个提高日常绩效的战略,“松说。“还有一个小冰箱那么大的太阳能,我们估计每天可以产生10到20升的清洁水。”“

使古老的技术现代化


太阳静止已经存在很长时间了。这些装置利用太阳的热量蒸发水分,留下盐,后面有细菌和污垢。然后,水蒸气冷却并返回液态,这时它被收集在一个干净的容器里。

这项技术有很多优点。很简单,而能源——太阳——几乎无处不在。但不幸的是,即使是最新的太阳能蒸馏器模型,在蒸发水方面也有些效率低下。

甘的团队通过一个整洁的违反直觉的把戏:他们通过冷却蒸发系统来提高效率。

他们的技术的一个核心组成部分是一张浸碳纸,折叠成一个颠倒的“V”形,就像鸟舍的屋顶。纸的底边挂在水池里,像餐巾一样吸干液体。同时,碳涂层吸收太阳能,并将其转化为热能进行蒸发。

通过减弱照射它的阳光强度来保持凉爽。


纸张倾斜的几何结构通过减弱照射它的阳光强度来保持凉爽。(平坦的表面会被太阳光直接照射)因为大部分的碳涂层纸都保持在室温下,它可以吸收周围区域的热量,补偿蒸发过程中太阳能的经常损失。

使用这个设置,研究人员在正常的太阳照射下,每平方米的面积每小时蒸发相当于2.2升的水,高于理论上限1.68升,根据新的研究。小组在实验室进行了测试,使用太阳模拟器在一个规则的太阳强度下产生光。

“大多数从事太阳能蒸发技术的小组都在努力开发先进的材料,例如金属等离子体和碳基纳米材料,“Gan说。“我们专注于使用极低成本的材料,仍然能够实现破纪录的表现。

“重要的是,这是我知道的唯一一个例子,当你考虑太阳能输入时,太阳能蒸发过程的热效率是100%。通过开发蒸汽低于环境温度的技术,我们为探索高温蒸汽发电的替代方案创造了新的研究可能性。”“

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利用太阳的能量来蒸发和净化水的想法由来已久。据报道,希腊哲学家亚里士多德描述了这样一个过程超过2,000年前。现在,研究人员将这项技术带入现代,用它来消毒他们报告的水…