دانشمندان فهمیدند که چگونه آب را سریعتر از استفاده از گرمایش متداول بخار کنیم

فن آوری

URL کوتاه دریافت کنید

محققان MEPh ، من به عنوان بخشی از یک تیم علمی بین المللی ، فناوری را ایجاد کرده اند که سرعت شیرین سازی آب دریا را افزایش می دهد و کارایی مولد های خورشیدی را افزایش می دهد. به گفته دانشمندان ، این روش جدید با استفاده از نانوذرات ارزان قیمت و نسبتاً ایمن متفاوت است.

نتایج این تحقیق در ژورنال انرژی های تجدید پذیر و مجله بین المللی انتقال حرارت و جرم منتشر شده است.

ژنراتورهای خورشیدی که با تبخیر آب برق تولید می کنند ، یک عنصر مهم در بسیاری از سیستم های انرژی تجدیدپذیر است. به گفته دانشمندان ، سیستمی که ترکیبی از توربین های بخار کوچک با یک واحد نمک زدایی آب دریا خورشیدی باشد ، امیدوار کننده تلقی می شود. برای بسیاری از مناطق جهان ، چنین واحدهای ترکیبی آمادگی لازم را برای تأمین منبع مهم انرژی و آب برای کشاورزی دارند.

دانشمندان دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای MEPhI به همراه همكاران خود از نروژ و چین توانسته اند بازده تولید بخار خورشیدی را بین 25-15 درصد افزایش دهند. به گفته آنها ، با استفاده از نور از سوسپانسیون آبی نانوذرات جاذب نور می توان بخار بیشتری نسبت به جوشاندن مایع معمولی تولید کرد. دانشمندان با استفاده از نانوذرات گرافیت و اکسید آهن به آب ویژگی های جدیدی بخشیدند.

“تاثیری که ما مطالعه کردیم در اوایل سال 2000 توسط دانشمندان ایالات متحده آمریکا و استرالیا کشف شد ، اما همکاران ما چیزی فراتر از آزمایش های آزمایشگاهی در مقیاس کوچک نگذاشتند. ما به طور جدی شرح تئوری فرآیند را توسعه دادیم و راهی برای استفاده از آن در مقیاس صنعتی یافتیم. مزیت عمده سیستم ما این است که ما از ذرات گران قیمت طلا و نقره استفاده نمی کنیم. ”بوریس بالاکین ، محقق اصلی و استاد مدعو در گروه فیزیک حرارتی MEPhI و استاد دانشگاه علوم کاربردی نروژ غربی ، گفت.

به گفته نویسندگان ، روش جدید باعث می شود آب نمک یا آب تخلیه با استفاده از فقط نور خورشید غلیظ با سرعت بیشتری نمک زدایی و ضد عفونی شود. دانشمندان معتقدند ، علاوه بر این ، این فناوری در درمان سرطان فوتودینامیک و ایجاد سیستم های خنک کننده برای فناوری فضایی کاربرد دارد.

©
عکس: دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای MEPhI

دانشمندان دریافته اند که چگونه می توان به کمک نور خورشید آب دریا را به طور م desثر نمک زدایی کرد

پیش بینی می شود که مولد نمونه اولیه تولید شده برای فناوری جدید در شرایط ایده آل حداکثر 5 کیلووات نیرو از یک منطقه تبخیر 200 سانتی متر مربع تولید کند و تقریباً نیمی از انرژی را در شرایط آب و هوایی کمتر از ایده آل تولید کند.

تعلیق حاصل از نانوذرات گرافیت و اکسید آهن در حدود 250 برابر ارزان تر از آنالوگ های خارجی با استفاده از نانوذرات طلا است. علاوه بر این ، مایعات به دلیل تجمع تدریجی ذرات نانو تا اندازه میکرون ، هیچ سمیت نانو ندارند ، دانشمندان خاطرنشان کردند. این بدان معناست که پس از آزمایشهای بیوفیزیکی خاص ، چنین آبی برای اهداف اقتصادی بدون تصفیه اضافی استفاده می شود.

“برای تولید تعلیق های نانو ، ما از پودرهای ریز پراکنده گرافیت و آهن استفاده می کنیم ، که توسط یک همسان ساز اولتراسونیک در آب هم زده می شوند. نمونه اولیه ساخته شده شامل یک کنسانتره خورشیدی است که به طور خودکار حرکت خورشید را در طول روز ردیابی می کند. تمام اجزای این سیستم در داخل کشور تولید می شود. ”

دانشمندان توضیح دادند که به منظور افزایش کارایی نیروگاه ، می توان تعلیق های نانو را در ورودی مولد بخار با حرارت زمین گرمایی ، تخلیه گرما از شرکت ها یا مراکز داده یا گرمای اصطکاک توربین های بادی گرم کرد. در آینده ، دانشمندان قصد دارند ترکیبات جدیدی از نانوسیالات و نمونه های اولیه واحدها را تولید کنند که باعث افزایش کارایی سیستم های مختلف انرژی تجدید پذیر شود.

این تحقیق توسط بنیاد علمی روسیه پشتیبانی شد: پروژه های 17-79-10481 و 17-79-10083.