В MIT сделали солнечный парогенератор

8iUpG5XZguI1

Эффективность устройства составляет 85 процентов. Инженеры Массачусетского технологического института разработали устройство, которое превращает солнечную энергию в пар с эффективностью, которая не доступна любым современным фотоэлементам. Описание устройства опубликовано в журнале Nature Communications, кратко о нем можно прочитать на сайте института.

Пока жидкость не доведена до кипения, ее испарение происходит только на поверхности. При этом, для того, чтобы испарение стало происходить интенсивно, обычно требуется нагреть весь объем жидкости, что требует значительной энергии. Инженеры из MIT решили использовать наноструктурированные материалы для того, чтобы сконцентрировать энергию нагревания только там, где она требуется — то есть на поверхности воды.  

Разработанный учеными парогенератор представляет очень простое устройство, состоящее из двух слоев углерода разной структуры. Верхняя его часть сделана из тонких хлопьев графита, а нижняя представляет собой углеродную пену с большим количеством воздушных пузырей. Пузыри резко снижают теплопроводность нижнего слоя, но не препятствуют капиллярному транспорту жидкости в верхний слой.

Когда устройство кладут на поверхность емкости с водой и направляют на него солнечный свет, вода поднимается по капиллярам внутри углерода и начинает испаряться с  графитных хлопьев. При этом около 85 процентов солнечной энергии поглощается графитом и расходуется на испарение воды. Для сравнения, эффективность лучших современных фотоэлементов (они вырабатывают электричество, которое потенциально можно использовать для нагревания воды) не превышает 45 процентов.

Солнечная энергия давно используется для нагревания воды в гелиотермальных электростанциях. В них солнечный свет концентрируется с помощью зеркал на емкости с водой, нагревание которой используется для отопления или получения электричества с помощью паровых турбин. Преимущество нового устройства заключается в том, что оно требует гораздо меньшей плотности солнечной энергии. Для его эффективной работы достаточно десятикратной концентрации солнечного света, что устраняет необходимость в громоздких отражателях или линзах.

Cwt1C8oG1ok1

Гелиотермальная станция в Испании