Prototypen til det nye solcelledrevne avsaltingsapparatet sitter på toppen av MIT. Bilde: Med tillatelse fra forskerne.
Kystsamfunn med mye sol kan snart ha rikelig med ferskvann uten behov for strøm.
Et internasjonalt team av forskere har utviklet en billig måte å skaffe ferskvann til tørste samfunn ved å gjøre sjøvann drikkbart uten å bruke strøm.
Så lenge solen skinner, sier de, vil enheten produsere nok drikkevann av høy kvalitet til å dekke familiens behov, til en pris av rundt USD 100 (£ 77).
Forskerne fra Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA og Shanghai Jiao Tong University, Kina, mener hjernebølgen deres tilbyr en enkel løsning på tørste øyer og tørre kystområder som mangler pålitelig strømforsyning, men har tilgang til sjøvann. Det kan til og med bidra til å forhindre noen av massemigrasjonene som forventes med klimaendringer.
Forskerne rapporterer sitt arbeid i tidsskriftet Energi- og miljøvitenskap. Testing av prototypen deres på et tak på Massachusetts Institute of Technology, produserte de mer enn 1.5 liter friskt drikkevann hver time for hver kvadratmeter solfangerområde.
Enheten deres er kubformet, med flere lag med solfordampere og kondensatorer stablet på toppen av en annen, montert med et lag med gjennomsiktig isolasjon. I hovedsak er det et flerlag solenergi fortsatt, likt de som ble brukt i århundrer for å lage sterk brennevin og brukt i dag i mange bruksområder.
“Denne nye tilnærmingen er veldig viktig. En av utfordringene innen solcellebasert avsalting har vært lav effektivitet. Denne økte effektiviteten vil ha en generell innvirkning på å redusere kostnadene for produsert vann.
En solenergi bruker fremdeles flate paneler for å absorbere varme som den deretter overfører til et lag vann, som begynner å fordampe. Dampen kondenseres på neste panel og vannet samles, mens varmen fra dampkondensasjonen føres til laget over.
Når damp kondenserer på en overflate, frigjør det varme. i typiske kondensatorsystemer går den varmen ganske enkelt tapt for miljøet. Men i denne versjonen av flere lag strømmer den frigjorte varmen til neste fordampende lag, gjenvinner solvarmen og øker den generelle effektiviteten.
Effektiviteten kommer fra å bruke hvert av de flere trinnene for å fjerne salt fra sjøvannet, med varmen som ble frigjort fra forrige trinn utnyttet i stedet for bortkastet. På denne måten oppnådde teamets demonstrasjonsenhet en samlet effektivitet på 385% for å konvertere sollysens energi til fordampning.
Evelyn Wang, medforfatter, sa: “Når du kondenserer vann, slipper du energi som varme. Hvis du har mer enn ett trinn, kan du dra nytte av den varmen. ”
Kostnader avveining
Selv om å legge til flere lag øker konverteringseffektiviteten til systemet, legger hvert lag også kostnader og bulk. Teamet slo seg ned på et 10-trinns system for deres proof-of-concept-enhet.
Det leverte rent vann som overgikk drikkevannstandarden i byen, med en hastighet på 5.78 liter per kvadratmeter solfangerområde. Dette er mer enn dobbelt så mye som rekordmengden som tidligere er produsert av et slikt passivt solcelledrevet avsaltningsanlegg, sier professor Wang.
Og en stor fordel med systemet er at det har en selvspylingsmekanisme som vil rense ut ansamling av salt hver natt og returnere det til sjøen.
En mulig måte å bruke systemet på ville være med flytende paneler på et salt med vann. Panelene kunne levere konstant ferskvann gjennom rør til kysten så lenge solen skinte. Andre systemer kan være designet for å betjene en enkelt husholdning, kanskje ved hjelp av en flatskjerm på en stor grunt tank med sjøvann.
Teamet anslår at et system med et omlag kvadratmeter solfangerområde kan imøtekomme det daglige drikkevannsbehovet til en person. I produksjonen tror de at et system bygget for å betjene familiens behov kan bygges for rundt $ 100.
Billigere utskiftninger
Den dyreste komponenten i prototypen er laget av gjennomsiktig aerogel brukt som isolator øverst i stabelen, men teamet antyder at andre rimeligere isolatorer kan brukes i stedet. (Selve airgel er laget av veldig billig silika, men krever spesialisert tørkeutstyr under produksjonen.)
"Denne nye tilnærmingen er veldig viktig," sier Professor Ravi Prasher ved Lawrence Berkeley National Laboratory og University of California i Berkeley, som ikke var involvert i forskningen.
”En av utfordringene med solbasert avsalting har vært lav effektivitet på grunn av tap av betydelig energi i kondens.
"Ved effektiv høsting av kondensasjonsenergien forbedres den samlede solenergi-dampeffektiviteten dramatisk ... Denne økte effektiviteten vil ha en generell innvirkning på å redusere kostnadene for produsert vann." - Climate News Network
Om forfatteren
Paul Brown er felles redaktør for Climate News Network. Han er en tidligere miljøkorrespondent for Guardian og skriver også bøker og lærer journalistikk. Han kan nås kl [e-postbeskyttet]
Anbefalt bok:
Global Warning: Den siste sjansen for endring
av Paul Brown.
Global oppvarming er en autoritativ og visuelt fantastisk bok
Denne artikkelen ble opprinnelig vist på Climate News Network
Relaterte bøker
Climate Adaptation Finance and Investment i California
av Jesse M. Keenan
Denne boken fungerer som en guide for lokale myndigheter og private foretak når de navigerer i det ukjente vannet for å investere i klimatilpasning og fleksibilitet. Denne boken tjener ikke bare som en ressursguide for å identifisere potensielle finansieringskilder, men også som en veikart for kapitalforvaltning og offentlige finansprosesser. Det fremhever praktiske synergier mellom finansieringsmekanismer, samt konflikter som kan oppstå mellom ulike interesser og strategier. Mens hovedfokus for dette arbeidet er på delstaten California, gir denne boken bredere innsikt for hvordan stater, lokale myndigheter og private bedrifter kan ta de kritiske første skrittene i å investere i samfunnets kollektive tilpasning til klimaendringer. Tilgjengelig på Amazon
Naturbaserte løsninger for klimaendring i byområder: Sammenheng mellom vitenskap, politikk og praksis
av Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Denne åpne tilgangsboken samler forskningsresultater og erfaringer fra vitenskap, politikk og praksis for å markere og diskutere viktigheten av naturbaserte løsninger for tilpasning til klimaendring i urbane områder. Det legges vekt på potensialet i naturbaserte tilnærminger for å skape flere fordeler for samfunnet.
Ekspertbidragene presenterer anbefalinger for å skape synergier mellom pågående politiske prosesser, vitenskapelige programmer og praktisk implementering av klimaendringer og naturverntiltak i globale byområder. Tilgjengelig på Amazon
En kritisk tilnærming til tilpasning av klimaendringer: diskurser, retningslinjer og praksis
av Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dette redigerte volumet samler kritisk forskning om diskurser, tilpasningspraksis, politikk og praksis fra et tverrfaglig perspektiv. Med eksempler fra land som Colombia, Mexico, Canada, Tyskland, Russland, Tanzania, Indonesia og Stillehavsøyene, beskriver kapitlene hvordan tilpasningsforanstaltninger tolkes, forvandles og implementeres på grusrotsnivå og hvordan disse tiltakene endrer eller forstyrrer maktforhold, juridisk pluralismm og lokal (økologisk) kunnskap. Som helhet har boken utfordret etablerte perspektiver for tilpasning av klimaendringer ved å ta hensyn til spørsmål om kulturelt mangfold, miljømessige rettigheter og menneskerettigheter, samt feministiske eller kryssende tilnærminger. Denne innovative tilnærmingen tillater analyser av de nye konfigurasjonene av kunnskap og kraft som utvikler seg i navnet på klimaendringer. Tilgjengelig på Amazon
Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.
