У день дорослій людині необхідно до 50 літрів води. Однак не скрізь у світі прісна вода доступна в таких кількостях. Опріснення - простий процес, але для нього не завжди вистачає енергії. Інженери з MIT запропонували ідеальний опріснювач: він дешевий, простий і працює від сонячного світла.
Опріснення води шляхом дистиляції - не найскладніше інженерне завдання, і вирішується воно завжди однаково: кип'ятінням і конденсацією пара. Однак у місцях, де опріснювачі життєво необхідні, не завжди достатньо джерел енергії на постійне кип'ятіння: дерево, вугілля, електрика і газ там - цінні ресурси. Тому вчені давно намагаються пристосувати альтернативні джерела енергії до постачання опріснювачів.
Сонячної енергії вистачить на всіх, і вона дешева, а ось прилади, які накопичують її і перетворюють в інші форми, бувають дороги. Попередні проекти опріснювачів на сонячних батареях вимагали дорогих лінз і матеріалів; один такий апарат міг коштувати до 200 доларів за квадратний метр. Така ціна не дозволила б застосувати апарат у країнах третього світу, де проблема нестачі прісної води стоїть найбільш гостро.
За даними ООН у світі близько 4 мільярдів людей не мають необмеженого доступу до прісної води.
Фото
Два роки тому група інженерів з MIT під керівництвом Гана Чена (Gang Chen) приступила до розробки опріснювача, який використовував би для кип'ятіння енергію сонячного світла і при цьому був би простий і дешевий. У результаті з'явився прилад, що нагадує губку: шар графіту на легкій вуглецевій пені. Крізь отвори губки вода піднімається до графіту, де нагрівається в променях сонця. Щоб підвищити ККД пристрою, графіт замінили на голубуватий композитний матеріал, який не випромінює тепло у вигляді інфрачервоного випромінювання. Між цим матеріалом і губкою проклали тонкий шар міді, що забезпечує теплопровідність, і виконали в ній отвори.
Прилад став ефективнішим, але проблема втрати енергії зберігалася. Тоді Чен звернув увагу на те, як його 16-річна дочка робила шкільний проект теплиці. Дівчинка помітила, що від втрати тепла відмінно рятує повітряно-бульбашкова плівка. Інженери додали шар плівки до свого приладу, і той заробив на повну потужність. У статті, опублікованій сьогодні в журналі Nature Communications, доводиться, що прилад працює без додаткових лінз і концентраторів.