Nguyên mẫu của thiết bị khử mặn chạy bằng năng lượng mặt trời mới nằm trên đỉnh MIT. Hình ảnh: Theo phép lịch sự của các nhà nghiên cứu.
Các cộng đồng ven biển với nhiều ánh nắng mặt trời có thể sớm có nhiều nước ngọt mà không cần điện.
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát triển một cách rẻ tiền để cung cấp nước ngọt cho các cộng đồng đang khát bằng cách làm cho nước biển có thể uống được mà không cần sử dụng điện.
Chừng nào mặt trời còn chiếu sáng, họ nói, thiết bị của họ sẽ sản xuất đủ nước uống chất lượng cao để đáp ứng nhu cầu của gia đình, với chi phí khoảng 100 đô la Mỹ (£ 77).
Các nhà khoa học, từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học Jiao Tong Hoa Kỳ và Thượng Hải, Trung Quốc, tin rằng sóng não của họ cung cấp một giải pháp đơn giản cho những hòn đảo khát nước và những khu vực ven biển khô cằn thiếu nguồn cung cấp điện đáng tin cậy nhưng có thể tiếp cận với nước biển. Nó thậm chí có thể giúp ngăn chặn một số di cư hàng loạt dự kiến với biến đổi khí hậu.
Các nhà nghiên cứu báo cáo công việc của họ trên tạp chí Khoa học Năng lượng và Môi trường. Thử nghiệm nguyên mẫu của họ trên một mái nhà tại Viện Công nghệ Massachusetts, họ đã sản xuất hơn 1.5 gallon nước uống tươi mỗi giờ cho mỗi mét vuông diện tích thu năng lượng mặt trời.
Thiết bị của họ có hình khối, với nhiều lớp thiết bị bay hơi mặt trời và thiết bị ngưng tụ chồng chất lên nhau, vượt qua một lớp cách nhiệt trong suốt. Thực chất nó là một lớp nhiều lớp năng lượng mặt trời vẫn, tương tự như những thứ được sử dụng trong nhiều thế kỷ để tạo ra rượu mạnh và được sử dụng ngày nay trong nhiều ứng dụng.
Cách tiếp cận mới này rất có ý nghĩa. Một trong những thách thức trong khử mặn dựa trên năng lượng mặt trời là hiệu quả thấp. Hiệu quả tăng lên này sẽ có tác động tổng thể trong việc giảm chi phí sản xuất nước
Một năng lượng mặt trời vẫn sử dụng các tấm phẳng để hấp thụ nhiệt mà sau đó nó chuyển sang một lớp nước, nó bắt đầu bay hơi. Các ngưng tụ hơi trên bảng tiếp theo và nước được thu thập, trong khi nhiệt từ ngưng tụ hơi được truyền đến lớp ở trên.
Bất cứ khi nào hơi ngưng tụ trên một bề mặt, nó sẽ giải phóng nhiệt; trong các hệ thống ngưng tụ điển hình, nhiệt đó chỉ đơn giản là bị mất cho môi trường. Nhưng trong phiên bản nhiều lớp này, dòng nhiệt được giải phóng đến lớp bốc hơi tiếp theo, tái chế nhiệt mặt trời và tăng hiệu quả tổng thể.
Hiệu quả đến từ việc sử dụng mỗi giai đoạn trong số nhiều giai đoạn để loại bỏ muối khỏi nước biển, với nhiệt lượng tỏa ra từ giai đoạn trước được khai thác thay vì lãng phí. Bằng cách này, thiết bị trình diễn của nhóm đã đạt được hiệu suất tổng thể là 385% trong việc chuyển đổi năng lượng của ánh sáng mặt trời thành sự bay hơi.
Evelyn Wang, một đồng tác giả, cho biết: Khi bạn ngưng tụ nước, bạn giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt. Nếu bạn có nhiều hơn một giai đoạn, bạn có thể tận dụng sức nóng đó.
Chi phí đánh đổi
Mặc dù việc thêm nhiều lớp làm tăng hiệu quả chuyển đổi của hệ thống, mỗi lớp cũng tăng thêm chi phí và số lượng lớn. Nhóm nghiên cứu giải quyết trên một hệ thống 10 giai đoạn cho thiết bị bằng chứng của họ.
Nó cung cấp nước tinh khiết vượt quá tiêu chuẩn nước uống của thành phố, với tỷ lệ 5.78 lít mỗi mét vuông (khoảng 1.52 gallon mỗi 11 feet vuông) của khu vực thu năng lượng mặt trời. Con số này nhiều gấp đôi so với số lượng kỷ lục được tạo ra trước đây bởi bất kỳ hệ thống khử mặn năng lượng mặt trời thụ động như vậy, Giáo sư Wang nói.
Và một lợi thế lớn của hệ thống là nó có cơ chế tự xả nước sẽ làm sạch sự tích tụ muối mỗi đêm và đưa nó trở lại biển.
Một cách có thể sử dụng hệ thống sẽ là với các tấm nổi trên cơ thể nước mặn. Các tấm có thể cung cấp nước ngọt liên tục thông qua các đường ống vào bờ miễn là mặt trời chiếu sáng. Các hệ thống khác có thể được thiết kế để phục vụ một hộ gia đình, có lẽ sử dụng một tấm phẳng trên một bể nước biển lớn.
Nhóm nghiên cứu ước tính rằng một hệ thống với khu vực thu thập năng lượng mặt trời rộng gần một mét vuông có thể đáp ứng nhu cầu nước uống hàng ngày của một người. Trong sản xuất, họ nghĩ rằng một hệ thống được xây dựng để phục vụ nhu cầu của một gia đình có thể được xây dựng với giá khoảng 100 đô la.
Thay thế rẻ hơn
Thành phần đắt nhất của nguyên mẫu là lớp trong suốt khí quyển được sử dụng như một chất cách điện ở đầu ngăn xếp, nhưng nhóm cho thấy các chất cách điện rẻ hơn khác có thể được sử dụng thay thế. (Bản thân aerogel được làm từ silica rất rẻ nhưng cần có thiết bị sấy chuyên dụng trong quá trình sản xuất.)
Cách tiếp cận mới này rất có ý nghĩa Giáo sư Ravi Prasher của Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley và Đại học California tại Berkeley, người không tham gia nghiên cứu.
Một trong những thách thức trong khử mặn dựa trên năng lượng mặt trời là hiệu quả thấp do mất năng lượng đáng kể trong quá trình ngưng tụ.
Bằng cách thu hoạch hiệu quả năng lượng ngưng tụ, hiệu quả năng lượng mặt trời và hơi nước được cải thiện đáng kể. Hiệu quả tăng lên này sẽ có tác động tổng thể đến việc giảm chi phí của nước sản xuất. - Mạng tin tức khí hậu
Giới thiệu về Tác giả
Paul Brown là biên tập viên chung của Climate News Network. Ông là cựu phóng viên môi trường của Người bảo vệ và cũng viết sách và dạy báo chí. Anh ta có thể đạt được tại [email được bảo vệ]
Sách giới thiệu:
Cảnh báo toàn cầu: Cơ hội cuối cùng để thay đổi
Paul Brown.
Cảnh báo toàn cầu là một cuốn sách có thẩm quyền và trực quan tuyệt đẹp
Điều này ban đầu xuất hiện trên mạng tin tức khí hậu
Sách liên quan
Tài chính và đầu tư thích ứng khí hậu ở California
bởi Jesse M. Keenan
Cuốn sách này phục vụ như một hướng dẫn cho chính quyền địa phương và các doanh nghiệp tư nhân khi họ điều hướng các vùng nước không thông minh đầu tư vào thích ứng và khả năng phục hồi của biến đổi khí hậu. Cuốn sách này không chỉ phục vụ như một hướng dẫn tài nguyên để xác định các nguồn tài trợ tiềm năng mà còn là lộ trình quản lý tài sản và quy trình tài chính công. Nó nhấn mạnh sự phối hợp thực tế giữa các cơ chế tài trợ, cũng như các xung đột có thể phát sinh giữa các lợi ích và chiến lược khác nhau. Mặc dù trọng tâm chính của công việc này là ở Bang California, cuốn sách này cung cấp những hiểu biết sâu rộng hơn về cách các tiểu bang, chính quyền địa phương và doanh nghiệp tư nhân có thể thực hiện những bước đầu tiên quan trọng trong đầu tư vào thích ứng tập thể của xã hội với biến đổi khí hậu. Có sẵn trên Amazon
Các giải pháp dựa trên thiên nhiên để thích ứng với biến đổi khí hậu ở các khu vực đô thị: Mối liên kết giữa Khoa học, Chính sách và Thực tiễn
bởi Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bon
Cuốn sách truy cập mở này tập hợp các kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm từ khoa học, chính sách và thực tiễn để làm nổi bật và tranh luận về tầm quan trọng của các giải pháp dựa vào thiên nhiên đối với việc thích ứng với biến đổi khí hậu ở các khu vực đô thị. Người ta nhấn mạnh đến tiềm năng của các phương pháp tiếp cận dựa vào thiên nhiên để tạo ra nhiều lợi ích cho xã hội.
Các đóng góp của chuyên gia đưa ra các khuyến nghị nhằm tạo ra sự hiệp đồng giữa các quá trình chính sách đang thực hiện, các chương trình khoa học và việc triển khai thực tế về biến đổi khí hậu và các biện pháp bảo tồn thiên nhiên tại các khu vực đô thị toàn cầu. Có sẵn trên Amazon
Cách tiếp cận quan trọng để thích ứng với biến đổi khí hậu: Các diễn ngôn, chính sách và thực tiễn
bởi Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Tập chỉnh sửa này tập hợp các nghiên cứu quan trọng về các diễn ngôn, chính sách và thực tiễn thích ứng với biến đổi khí hậu từ góc độ đa ngành. Dựa trên các ví dụ từ các quốc gia bao gồm Colombia, Mexico, Canada, Đức, Nga, Tanzania, Indonesia và Quần đảo Thái Bình Dương, các chương mô tả cách các biện pháp thích ứng được diễn giải, chuyển đổi và thực hiện ở cấp cơ sở và cách các biện pháp này thay đổi hoặc can thiệp quan hệ quyền lực, số nhiều pháp lý và kiến thức địa phương (sinh thái). Nhìn chung, cuốn sách thách thức các quan điểm về thích ứng biến đổi khí hậu bằng cách tính đến các vấn đề đa dạng văn hóa, công bằng môi trường và nhân quyền, cũng như các phương pháp tiếp cận nữ quyền hoặc giao thoa. Cách tiếp cận sáng tạo này cho phép phân tích các cấu hình mới về kiến thức và sức mạnh đang phát triển nhân danh thích ứng biến đổi khí hậu. Có sẵn trên Amazon
Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.
