17.04.2017

Древесиной и солнцем можно очищать воду

Превращение в горячий пар при помощи солнечной энергии - один из возможных методов очистки воды от загрязнений в странах с дефицитом питьевой воды. Морскую воду можно опреснять, а загрязненную стерилизовать даже без электричества.

Инженеры из Университета штата Мэриленд представили в журнале «Joule» простую и недорогую систему - солнечный парогенератор в виде деревянного куба. В ее основе лежит способность растений переносить воду от корней к вершине. Устройство использует падающий свет для генерирования пара, который конденсируется на стеклянных панелях сборного контейнера в виде чистой питьевой воды.

Для оптимального поглощения падающего света исследователи предварительно обугливали горелкой одну из поверхностей деревянного куба. Если полученный темный слой облучать сверху светом, он нагревается. Когда необработанный остаток древесины находится в воде, вертикальные поры всасывают воду до обугленной стороны и из деревянного куска выходит чистый водяной пар.

Исследователи, возглавляемые Ииангбинг Ха (Liangbing Hu), изучили, насколько эффективно работают различные лиственные и хвойные породы. Их притягивающие воду микроканалы, едва заметные для глаза, транспортируют воду, но имеют разную пористость и плотность.

Высокая пористость не только обеспечивает более быстрый перенос воды, но и лучше изолирует тепло, возникающее только на обугленной, нагретой солнцем поверхности. Сосна и тополь оказались наиболее эффективными: с ними при нормальном солнечном свете можно испарить в час до литра воды на 1 кв. м древесины. Концентрация солнечного света увеличивает воздействие дерева. При десятикратном усилении брусок из тополя производит в час около 12 л питьевой воды. Однако ученые не объясняют, как оптимальнее всего достигнуть этого усиления.

Система Ииангбинг Ха проста, а биоразлагаемый материал - дерево - выполняет множество функций: поглощает широкий спектр солнечной энергии, транспортирует и испаряет воду. Исследователи работали с небольшим деревянным кубом в сантиметровом диапазоне, но считают, что устройство нужно просто увеличить, и надеются, что в ближайшем будущем это открытие внесет вклад в глобальное мировое снабжение питьевой водой.

Источники:

1. weekly-news.ru