Was sehen Sie beim Betrachten der Luftpolsterfolie? Mehrere verlorene Minuten zufriedenstellenden Knallens? In Kombination mit einem cleveren porösen Material kann dieser Alltagsgegenstand Dampf aus dem Umgebungssonnenlicht erzeugen!
[Bildquelle : MIT - Jeremy Cho ]
Ein neues Gerät, das als Solardampferzeuger bezeichnet wird, kann 20% des verfügbaren Sonnenlichts in Dampf umwandeln. Die Möglichkeit, Umgebungssonnenlicht bei bewölkten Bedingungen in nutzbare Wärmeenergie umzuwandeln, ist eine aufregende Entwicklung in Zusammenarbeit mit Forschungsteams des MITund das Masdar-Institut.
Dieses Design verwendet ein schwammartiges Material, das vom Team in entwickelt wurde. 2014 : eine poröse Struktur aus Graphitflocken und Kohlenstoffschaum. Es wurde festgestellt, dass sich das Graphitmaterial an lokalisierten Stellen erwärmt und Wasser in den Poren der Struktur ansammelt und verdampft.
Mit einem spektral selektiven Absorber, wie er in Solarwarmwasserbereitern verwendet wird, konnten die Forscher nur sichtbare elektromagnetische Strahlung ohne Verluste durch Infrarotstrahlung absorbieren. Die Beschichtung eines Kupferblechs mit dem Absorber ergab eine effektive SonnenlichtabsorptionMaterial, das die Wärmeenergie auf den Schaum übertrug. Während der spektral selektive Absorber die Strahlungsverluste gut bewältigte, zeichnete das Team konvektive Wärmeverluste von der Oberfläche auf.
Auf der Suche nach einer Lösung für das Problem der Konvektion fand einer der führenden Forscher Inspiration aus einem neuartigen Ursprung: dem Science-Fair-Projekt seiner Tochter. Das von ihr gebaute Gewächshausdesign umfasste Grundmaterialien wie Luftpolsterfolie. Ihr Vater. Professor Gang Chen vom MIT sagte: 'Sie konnte es im Winter auf 160 Grad Fahrenheit erwärmen! Es war sehr effektiv.'
Durch den Durchgang des Sonnenlichts isoliert die in den Materialblasen eingeschlossene Luft vor konvektiven Wärmeverlusten.
"Ich war anfangs sehr skeptisch gegenüber der Idee", sagte der leitende Forscher, Doktorand. George Ni . 'Ich dachte, es sei kein Hochleistungsmaterial. Aber wir haben die klarere Luftpolsterfolie mit größeren Luftblasen für einen stärkeren Lufteinschlusseffekt ausprobiert, und es stellt sich heraus, dass es funktioniert. Aufgrund dieser Luftpolsterfolie tun wir dies jetzt nichtbrauche Spiegel, um die Sonne zu konzentrieren. '
[Bildquelle : MIT - George Ni ]
Die Verwendung billiger, leicht zugänglicher Materialien eröffnet mehr Möglichkeiten für praktische Anwendungen der Technologie. Professor Tao Deng von der Shanghai Jiao Tong University kommentierte die Forschung des MIT-Masdar-Teams :
'Dieses Gerät bietet ein völlig neues Design-Paradigma für die solare Dampferzeugung. Es macht den teuren optischen Konzentrator überflüssig, was ein wesentlicher Vorteil bei der Senkung der Kosten des solaren Dampferzeugungssystems istEin im Handel erhältlicher selektiver Absorber hilft auch dabei, den Konvektions- und Strahlungswärmeverlust zu unterdrücken, was nicht nur die Effizienz der Sonnenernte verbessert, sondern auch die Systemkosten weiter senkt. '
Die Forscher Chen und Ni sehen in ihrem Design eine kostengünstige Alternative zu großtechnischen Technologien für die Entsalzung und Abwasserbehandlung. Während herkömmliche optische Konzentrationsgeräte relativ langlebig sind 10 bis 20 Jahre, sind sie materialintensivund Wartung. Dieser Solardampferzeuger würde nur ein Zehntel dieser Zeit betreiben.
„Trotzdem sind die Kosten ziemlich wettbewerbsfähig“, sagte Ni. „Es ist ein anderer Ansatz, bei dem früher High-Tech- und Langzeit-Solarabsorber betrieben wurdenkurzfristig.'
Assistenzprofessor TieJun Zhang vom Masdar-Institut sagte: 'Was uns fasziniert, ist die innovative Idee hinter diesem kostengünstigen Gerät, bei dem wir dieses Gerät kreativ entwickelt haben, basierend auf dem grundlegenden Verständnis von Kapillarität und solarthermischer Strahlung. In der Zwischenzeit freuen wir uns darauf, die komplizierte Physik von weiter zu untersuchenErzeugung von Solardämpfen und Entdeckung neuer Erkenntnisse für die Wissenschaft. “
Das Team hat kürzlich seine Ergebnisse in veröffentlicht. Naturenergie ,
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Via : MIT
Geschrieben von Jody Binns