В большинстве случаев, дабы скоро испарить воду, её необходимо нагреть. А вот американские исследователи добились бурного, как при кипении, испарения под действием простого солнечного света.

Учёные из Лаборатории нанофотоники Университета Райса «образовали» пар из воды при температуре и атмосферном давлении, близкой к точке замерзания. Как к этому относится термодинамика? Нет, старуха ещё жива, но…

Смотрите кроме этого: Один фотон в первый раз дал солнечной батарее два электрона

Не смотря на то, что использованный для этого пентацен был известен таковой свойством, до недавних пор добиться аналогичного поведения в фотоэлементе не получалось. Исследователи из Массачусетского технологического университета (США) под управлением Дэниэла Конгрива (Daniel Congreve) заявили о том, что предел Шокли — Квайссера, ограничивающий КПД однополосной солнечной батареи 33,7%, возможно преодолён.

Главным в достижении выяснилось применение взвесей из наночастиц, талантливых действенно поглощать, практически не отражая, солнечное излучение. Потому, что площадь их контакта с окружающей водой очень мала, нормально охладиться они не смогут, а потому перегревают воду рядом с собой.

Помимо этого, размеры этих наночастиц меньше, чем протяженность волны ИК-излучения, что делает очень затруднительным переизлучение взятой энергии, в итоге полностью преобразуемой в тепло на маленькой поверхности частицы. Начало парообразования дополнительно ухудшает отвод тепла и стимулирует образование пара из воды, которая при обычных событиях уже начала бы мёрзнуть.

Как возможно замечать, кроме того в воде из мешка со льдом пар образуется с интенсивностью, сравнимой с обстановкой в кипящем чайнике.

Кроме того в ледяной воде поверхность наночастиц может нагреваться до температур, существенно выше точки кипения, обеспечивая бурное испарение под действием солнечного света. (Тут и ниже илл. J. Fitlow / Rice University.)

Нет потребности обрисовывать бессчётные практические применения испарения холодной воды посредством простого дневного света. Самое основное: пар возможно применять не только для производства энергии, как это делается сейчас в большой энергетике (а также тогда КПД заявляется равным 24%, что выше, чем у массовых фотоэлементов, главных на рынке), но и в совокупностях охлаждения строений (холодный пар конденсируется в воду, охлаждая помещение) либо опреснения морской воды.

Потому, что и железные, и углеродные наночастицы фактически не расходуются, способ ещё и предельно дёшев. По сути, он не требует ничего, не считая стекла для ёмкости с кипящей, но прохладной водой, самой воды и маленького количества «вечных» наночастиц. До тех пор пока в качестве демонстрационного применения на этом принципе сделан гелиоавтоклав, в котором вода в смеси с этанолом испаряется, и полученный пар действенно обрабатывает медицинские инструменты.

Аппарат не требует электропитания, что разрешает разработчикам во главе с Наоми Халас сохранять надежду на его внедрение в государствах третьего мира, где поликлиники имеют неприятности с энергоснабжением.

Экспериментальный гелиоавтоклав очень несложен и возможно собран в любой стране третьего мира. В случае если, само собой разумеется, в том месте найдутся наночастицы.

Раздельно напомним, что, по подсчётам разработчиков, от 80 до 90% энергии солнечного излучения в их установке преобразуется в пар, а это эффективность, которая существенно превышает иные способы превращения солнечной энергии. Исходя из этого окошечко автоклава имеет площадь всего в пара квадратных сантиметров — и однако аппарат действенно обеззараживает хирургические инструменты.

Вследствие этого при применении подхода для дистилляции, процесс будет в 2,5 раза более энергоэффективным, чем на данный момент, — не говоря уже о том, что солнечный свет и вовсе бесплатен. Словом, для множества приморских государств с засушливым и пустынным климатом представленная разработка может стать панацеей.

Отчёт об изучении размещён в издании ACS Nano (дешёв полный текст).

Подготовлено по данным Phys.Org.

Создатель: Александр Березин

Случайная статья:

• Один из первых доступных windows-планшетов в россии: bb-mobile techno w8.0 3g
• По следам ципр-2016

Доклад на выставке о концентраторах солнечной энергии (март 2016)

Похожие статьи:

• Предложен новый источник энергии для опреснения морской воды

  на данный момент данный процесс только энергозатратен и жив по большей части благодаря сжиганию источников энергии органического происхождения. Маркус…

• Разрабатывается новый метод изготовления стеклопластиковых изделий

  Германские учёные трудятся над совершенствованием процесса изготовления изделий из стеклопластика при помощи ленточной намотки. Их цель — снижение…

• Новый метод беспроводной подзарядки обещает порвать невидимые узы

  Магнитное поле относительно безопасно, а применение суперлинз на базе метаматериалов окажет помощь быстро расширить дальность беспроводной энергопередачи…