Солнечная дистилляция дешевле водопроводной воды

(Zapoved) – И еслиопресненная вода он был дешевле кранового? Группа инженеров из Массачусетского технологического института США и Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае работают над этой амбициозной целью, работая над новым полностью пассивным водоочистителем, вдохновленным природой. Работа команды, опубликованная на днях о Джоуле (текст на английском языке)начинается с хорошо известной технологии: многоступенчатая солнечная дистилляция.

О чем это? Устройства, состоящие из ряда последовательных отсеков, каждый из которых содержит теплообменник и сборник конденсата. Поступающая морская вода нагревается и испаряется на различных этапах, оставляя после себя соль. В то же время водяной пар конденсируется и собирается для получения питьевой воды.

В отличие от других технологий опреснения, таких какобратный осмос, в этом случае процесс питается только за счет солнечного тепла. Но хотя этот подход более эффективен, чем традиционные одноступенчатые солнечные аппараты, и дешевле, чем «мгновенные», он представляет собой серьезную проблему: соль быстро скапливается внутри устройства в виде кристаллов, которые засоряют систему.

Солнечная дистилляция с термохалинной циркуляцией

Группа инженеров нашла решение, вдохновленное океаном и так называемым «термогалинная» конвекция. Как он объясняет Дженнифер Чу в новостях MIT, это явление, которое вызывает движение морских вод, основанное на различиях в температуре и солености. В частности, ученые работали над конструкцией, позволяющей воде течь внутрь в виде быстрых вихрей, подобных термохалинной циркуляции. Это гарантирует, что соль, оставшаяся после каждого прохода, продолжает циркулировать в солнечном перегонном кубе и из него, а не накапливается и не засоряет систему.

«Когда морская вода подвергается воздействию воздуха, солнечный свет заставляет ее испаряться. Когда вода уходит с поверхности, соль остается. И чем выше концентрация соли, тем плотнее жидкость, и эта более тяжелая вода стремится течь вниз».объясняет Ленан Чжаннаучный сотрудник Лаборатории исследования устройств Массачусетского технологического института и соавтор исследования. «Имитируя это явление в маленькой коробке, мы можем использовать эту особенность для отталкивания соли».

4-6 литров питьевой воды в час

Команда построила несколько прототипов с одной, тремя и десятью ступенями и протестировала их работу с жидкостями разной солености, включая природную морскую воду и воду в семь раз более соленую. Результат? С помощью десятиступенчатого устройства они достигли рекордной эффективности взаимодействия солнечной энергии и воды: 322–121% в диапазоне солености от 0 до 20% по весу при освещении одного солнца.

По оценкам исследователей, если бы новая система солнечной дистилляции была размером с небольшой чемодан, она могла бы производить примерно 4-6 литров питьевой воды в час И последние несколько лет прежде чем запрашивать запасные части. В таком масштабе и с такой производительностью система могла бы производить питьевую воду по более низкой цене, чем водопроводную воду.