MIT打造出了成本更低的“燒水海綿”蒸汽裝置 可用於海水淡化與污水處理

MIT打造出了成本更低的“燒水海綿”蒸汽裝置 可用於海水淡化與污水處理

隨著天然氣和熱電器的發展,現今已經沒有多少人在堅持用木柴+水壺來燒水了。不過MIT的一個研究項目,卻將目光瞄向了這種傳統的蒸汽獲取方法。據外媒報導,MIT工程師們已經發明了一種類似海綿、包裹著氣泡膜外包裝材料的裝置——只需將它丟到陽光底下,就能夠將水加熱到沸騰的溫度。最令人震驚的是,它可以由簡單的DIY材料來打造。

參與該項目的麻省理工研究生George Ni表示:“我們已經打造出了一種漂浮在水上的太陽能接收器,它能夠產生熱量、並將水加熱成蒸汽,新奇之處在於無需任何光學聚焦,比如鏡子或透鏡。光學組件通常是太陽能熱系統中的成本大頭,而我們的接收器有望將太陽能熱系統推向更多人”。

 

該項目始於2014年,但最新設計已經有了長足進步。首先,其溫度已經達到100℃(無需任何光學聚焦);其次,新原型是用一般材料打造的(你可以在當地裝修商店輕鬆購買到)。
George Ni說到:“氣泡膜外包裝和熱泡棉等材料,都是從Home Depot買來的。但我們通過一個創新的方法,讓它能夠相得益彰地產生蒸汽,它可以在海水淡化、污水處理、醫療器械滅菌等領域發揮作用”。

在今天的太陽能熱電廠,昂貴的反光鏡和透鏡聚集太陽光,將水煮沸和驅動渦輪機。這些聚光器通常佔太陽能光熱系統的資金成本的主要部分,他們通常也需要外部的支持結構和外接電源,以幫助他們追蹤太陽,因為太陽在白天會移動劃過天空。

新系統可以在一般陽光下燒開水,不需光學材料就可以產生蒸汽。它由浮在水面上的多層結構,“太陽能接收器”。

“我們的展示表明一種新的方法來生產低成本太陽能光熱設備,”George Ni,在麻省理工學院的機械工程師說。

太陽能接收器的中間層是由覆蓋在陶瓷和金屬的混合物的銅薄片。它能有效地吸收太陽能,也是熱的良導體。底層是由泡棉,有助於整個結構浮動。頂層是由透明的氣泡包裝,讓太陽光到達吸收層。

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通過泡棉製成的織物隧道,有助於拉伸水份向上。太陽能接收器內的水被吸收層加熱。通過氣泡包裝材料和吸收層之間的空隙讓蒸汽逸出。

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結構的整體設計使熱能集中。泡棉底層持續冷卻,而氣泡袋包裝防止了吸收層向空氣中散失熱量。在2015年8月和2015年9月期間,在麻省理工學院的屋頂白天實驗,太陽能接收器能夠在數分鐘內達到峰值工作溫度。

“就個人而言,我們挺驚訝的發現氣泡袋包裝的性能,”倪說。 “雖然氣泡袋很常見,成本低,氣泡袋包裝足夠透明,讓陽光很容易穿過到一個吸收器 ; 然而,大的空氣袋套住吸收的熱量,從而導致更高的效率,發泡包裝材料可以比喻為一個溫室“。

研究人員指出,它們從各種低成本和市售材料製成的太陽能接收器,該系統的成本大致是每平方公尺US $ 6。通過使用更便宜的材料,可以降到約每平方公尺2 美金。而聚光跟蹤太陽的太陽熱能系統的價格高達每平方公尺要200 元美金。

該系統可同時生成高溫蒸汽和較低溫度的蒸氣。 “我們的系統在產生蒸汽轉換太陽能效率方面是20%左右,”倪說。 “在產生較低溫度的蒸汽部分,我們的效率高得多,大約70%。“

該太陽能接收器的近期應用可能包括海水淡化和污水處理。對於海水淡化,研究人員將調整系統,以最大限度地提高生產較低溫度的水蒸汽,然後開發出一種凝聚收集的蒸汽。對於污水處理,研究人員先給蒸汽消散到大氣中,“但更便於管理數量濃縮廢液,”倪說。

對於發電,要設法從這個系統的蒸汽加壓,需要進一步開發研究。 “我們已經證明可行,但是,將需要朝這個方向進行更多的工作,”
他們已經打造出了一個低成本、可擴展大小的平台,但在投入實際應用之前,還需要額外的測試和開發工作。

 

出處:digital trends

翻譯:cnbeta.com

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