Ученые решили убить двух зайцев сразу и использовали солнечный свет как для выработки электроэнергии, так и для получения дистиллированной воды.
Команда ученых из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) заявила о разработке устройства, которое может облегчить будущее всему населению Земли. Полный текст исследования опубликован в журнале Nature Communications.
Новая технология работает как солнечная панель, скрещенная с очистителем и дистиллятором морской воды. По мнению разработчиков, устройство может изменить мир, поскольку на сегодня более 700 миллионов людей не имеют свободного доступа к чистой воде. Тем не менее человечество не стоит на месте, и в последние годы становятся все более популярными опреснительные установки.
Так, в арабских странах около 15 процентов добываемой энергии тратится на производство питьевой воды. В то же время традиционные методы получения электроэнергии, соответственно, потребляют огромное количество воды.
К примеру, в США и Европе около половины забираемой воды уходит на выработку электричества. А современные солнечные панели, в свою очередь, при производстве электричества используют всего лишь 10-20 процентов тепла, все остальное считается отходами.
Как сообщают исследователи, они сконструировали трехступенчатый мембранный дистиллятор, испаряющий морскую воду при относительно низких температурах, и прикрепили его к задней части фотоэлектрической панели.
«Ранее отработанное тепло от фотоэлектрических панелей игнорировали, никто не думал об этом как о ресурсе. andlt;…andgt; Мы же использовали тепло для генерации водяного пара, который транспортируется через мембрану, а затем конденсируется на другой стороне», — рассказал профессор Пэн Ван.
Процесс очистки воды и выработки электричества / © Nature Communications
Поскольку устройство дистиллятора многоступенчатое, оно позволило задействовать в процессе «скрытое» тепло и запустить второй цикл испарения воды. Таким образом ученые произвели в три раза больше воды, чем обычные опреснители, работающие на солнечной энергии, а также выработали электричество с эффективностью более 11 процентов.
Если говорить конкретнее, то устройство площадью в один квадратный метр перекачало 1,6 литра морской воды за час, при этом процесс производства электричества нарушен не был.
Авторы работы утверждают, что новая технология теоретически способна дать 10 процентов от общего количества питьевой воды, которое человечество употребило в 2017 году, и ее можно использовать в прибрежных районах. Однако для такой масштабной затеи и размещения установок потребуется 4000 квадратных километров земли.
Тем не менее ученые ожидают, что коммерческое использование нового устройства станет возможным через пять лет.