Trang nhất » Tin tức - Sự kiện » Khoa học - Công nghệ

Tạo ra năng lượng mặt trời bằng cách hấp thụ hơi nước nhằm giải quyết những căng thẳng của việc khan hiếm nước

Thứ năm - 12/10/2017 16:46
Các kĩ sư của trường Đại học Kỹ thuật Maryland A James Clark (Hoa Kỳ) đã tạo ra một giải pháp công nghệ mới có thể giúp tạo ra năng lượng mặt trời bằng cách hấp thụ hơi nước nhằm giải quyết những thách thức toàn cầu của việc khan hiếm nước thông qua một bộ các thiết bị sản sinh năng lượng mặt trời hiệu năng cao, dễ dàng sử dụng, thân thiện với môi trường với chi phí thấp.
 

Lần đầu tiên các công trình dựa trên chức năng tự nhiên của gỗ có thể cung cấp các giải pháp hiệu quả để phát minh ra một thiết bị sản xuất năng lượng mặt trời thành công và dễ dàng sử dụng do Giáo sư Liangbing Hu thuộc Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Đại học Maryland và Trung tâm Công nghệ Nano Maryland (Maryland NanoCenter) làm trưởng nhóm nghiên cứu.
 
Nhóm nghiên cứu đã cố gắng tìm ra một vài ý tưởng về việc sử dụng một bề mặt tối trên gỗ để làm nóng nước, sau đó đưa nước qua các cấu trúc tự nhiên của gỗ.
 
Lấy cảm hứng từ quá trình lấy nước tự nhiên của cây qua lỗ nhỏ trên mặt dưới của lá cây, nhóm nghiên cứu của Trung tâm Công nghệ Nano Maryland -UMD đã tạo ra một số cách mới để nước được dẫn qua các mạch tự nhiên trong cấu trúc của gỗ có thể làm sạch nước an toàn để sử dụng. Năng lượng từ mặt trời và các thành phần bao gồm một khối gỗ nhỏ bằng bàn tay là những thành phần duy nhất cần thiết của bộ thiết bị mới này với mục đích làm ấm nước và thậm chí có thể đạt đến điểm hấp thụ. 
 
Cuộc khủng hoảng toàn cầu về khan hiếm nước là một thách thức toàn cầu cấp bách, và tình hình tồi tệ hơn ở các nước đang phát triển, nơi mà nước sạch khó có thể đảm bảo cho 1 tỷ người.
 
"Chi phí và sản xuất là những thách thức chính trong việc sử dụng công nghệ hơi nước năng lượng mặt trời để khử muối biển và lần đầu tiên, các cấu trúc bằng gỗ có thể có tiềm năng cung cấp các giải pháp", Liangbing Hu, giáo sư vật liệu và kỹ thuật vật liệu của UMD, đồng thời là lãnh đạo của dự án. Hu đang quan tâm đến việc nhân rộng các thiết bị này cho mục đích thương mại, bao gồm việc thiết kế cách để dễ dàng sản xuất thiết bị và giảm chi phí. Nhóm nghiên cứu đua các nhóm nghiên cứu khác để phát minh ra một thiết bị tạo năng lượng mặt trời năng lượng mặt trời thành công, tiết kiệm chi phí và dễ sử dụng. Ông cũng là thành viên của Trung tâm Nghiên cứu năng lượng của Đại học Maryland và Maryland NanoCenter, nơi các thiết bị được nghiên cứu chặt chẽ.
 
Việc tạo ra năng lượng mặt trời bằng cách hấp thụ hơi nước là một trong những sáng kiến hứa hẹn sử dụng năng lượng mặt trời và nước biển dồi dào. Thiết bị sinh hơi năng lượng mặt trời dựa trên màng F-Gỗ / CNT đã được thử nghiệm và cho kết quả với  hiệu suất cao 81%  với 10 kW cm-2, một kết quả có trị cao nhất từng báo cáo. Đặc biệt thiết kế của nghiên cứu này rất đơn giản và dễ dàng mở rộng, có thể là một trong những giải pháp hứa hẹn nhất cho thế hệ các giải pháp sử dụng năng lượng mặt trời tái tạo trong tương lai.
 
Thí nghiệm một mô hình bao gồm một bát nước, trên đó thả nổi một khối gỗ nhỏ khoảng 2 inch. Phía mặt trên của tấm gỗ tiếp xúc với mặt trời thì sẽ dần tối màu đi do hấp thụ ánh sáng của mặt trời. Khi mặt trời làm nóng miếng gỗ, nước ở phía dưới sẽ được hấp thụ lên miếng gỗ qua các mạch dẫn của cấu trúc tự nhiên của gỗ. Và nước ấm ở phía trên mặt tối hơn của miếng gỗ sẽ bay hơi và chỉ có nước bay hơi còn các chất ô nhiễm hoặc muối thì quá nặng để có thể bay hơi do vậy chúng lắng lại ở dưới. 
 
Bằng phương pháp tương tự sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời, nhóm nghiên cứu đã tính được hiệu quả của các thiết bị sản sinh năng lượng mặt trời là làm cháy bề mặt gỗ với hiệu suất 87% với chi phí sản xuất tiết kiệm nhất với chỉ 1USD/m2. 
 
Các ưu điểm là các linh kiện này có tính linh hoạt, vì thành phần chính là gỗ, và có thể được cuộn thành một ống. Các thiết bị được bao bọc bởi các hạt nano kim loại có thể tự làm sạch khi nó được đặt trong nước muối trong thời gian xử lý khi không có ánh sáng mặt trời (12h), lượng muối trong nước sẽ hòa tan ra khỏi bề mặt ướt. Do vậy thiết bị này có thể ứng dụng trong việc lọc nước nhiễm mặn hoặc nước biển thành nước ngọt có thể sử dụng được trong tương lai. 
 
Mặc dù các thiết bị này chưa đạt được hiệu quả cao nhất về mặt kinh tế, nhưng những linh kiện, thiết bị này có những lợi ích riêng biệt. 

Tác giả bài viết: Lê Oanh (dwrm tổng hợp)

Nguồn tin: sciencedaily.com

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

 
áo khoác nữ Hàn Quốc vay dep thiết kế bộ nhận diện thương hiệu lò hơi nồi hơi rèm cửa giá rẻ Dong phuc nhom san panel Máy làm đá viên công nghiệp Máy sản xuất đá viên Máy xay đá may lam da vien cáp nhôm bọc xlpe