Наночастицы превращают солнечную энергию в пар

23 ноября
2012
Отрасль

Команда исследователей из Университета Райса разработала новую технологию, которая позволяет использовать поглощающие свет материалы (наночастицы) для преобразования солнечной энергии непосредственно в пар. Прототип устройства на базе данной разработки уже сейчас является значительно более эффективным, чем стандартные солнечные панели. Наиболее вероятно, что подобные приборы найдут свое первое применение в недорогих системах очистки сточных вод для развивающихся стран.

Около 90 процентов электроэнергии в мире генерируется за счет вращения паровых турбин. Большая часть пара - создается в крупных и дорогих котлах за счет сжигания ископаемого топлива. Новинка же обладает небольшими габаритами, высокой эффективностью и минимальным воздействием на окружающую среду. Стерилизация медицинских отходов и хирургических инструментов, безопасное приготовление пищи, а также очистка воды вскоре могут оказаться в пределах досягаемости значительной части жителей развивающихся стран, которые в данный момент не имеют доступа к электричеству.

Технология основана на поглощающих свет наночастицах. Когда они погружены в жидкость и подвергаются воздействию солнечного света, эти частицы могут очень быстро достичь температуры значительно выше точки кипения воды. На данном этапе они практически мгновенно генерируют пар с температурой в 150 °C (300 °F), который возникает прямо на поверхности частиц. Система настолько эффективна, что она может моментально превратить даже ледяную воду в облако пара.

В перспективе эта технология позволит преобразовывать около 80 процентов поступающей от Солнца энергии в пар   - недосягаемый порог для солнечных панелей. Текущий уровень развития техники дает возможность использовать пар для вращения турбины, что позволяет генерировать электричество с КПД 24 процента (при этом эффективность типичных солнечных панелей составляет около 15 процентов). Исследователи говорят, что, когда технология будет доработана, эффективность станет еще выше.

В потенциале подобные установки могут найти свое применение в рамках гибридных систем кондиционирования воздуха и отопления, которые работают от солнечных лучей в течение дня и используют накопленное электричество в ночное время. Эта система также оказалась весьма перспективной в сфере дистилляции воды. В ходе эксперимента ученые обнаружили, что технология примерно в два с половиной раза более эффективна, чем существующие коммерчески доступные системы.

Проект получил грант от Фонда Билла и Мелинды Гейтс. С помощью дополнительного финансирования его участники смогут создать небольшие системы для обработки отходов жизнедеятельности человека, предназначенные для применения в регионах, где отсутствуют канализация и электричество. В то же время студенты университета уже создали солнечный паровой автоклав, которые способен стерилизовать медицинские и стоматологические инструменты в клиниках, в которых не хватает электроэнергии. 

Поделиться
Другие материалы
27 марта
2020 11:19:00
Благодарность компании "Систеты накопления энергии" в адрес "Лиотех"
Компания
12 марта
2020 13:00:00
К 2024 году объем рынка систем накопления энергии на базе литий-ионных аккумуляторов составит 15 ГВт в год
Отрасль
26 февраля
2020 09:39:00
“Лиотех” поставил аккумуляторы для крупнейшей в России СЭС с накопителем энергии
Компания