211service.com
Zonnespons
MIT-ingenieurs hebben een in bubbeltjes verpakt, sponsachtig apparaat uitgevonden dat natuurlijk zonlicht opneemt en water verwarmt tot kooktemperaturen, waarbij stoom door de poriën wordt gegenereerd.
De zonnedampgenerator heeft geen dure spiegels of lenzen nodig om het zonlicht te concentreren. In plaats daarvan vertrouwt het op low-tech materialen om zonlicht op te vangen en te concentreren als warmte. De warmte wordt dan gericht op de poriën van de spons, die water opzuigen en als stoom afgeven.
Uit hun experimenten - waaronder een waarin ze de zonnespons op het dak van MIT's Building 3 plaatsten - ontdekten de onderzoekers dat de structuur water verwarmde tot het kookpunt van 100 ° C. De spons kan binnen enkele minuten (en soms slechts enkele seconden) stoom genereren, zelfs op relatief koele, bewolkte dagen.
Luchtkussenfolie helpt de zonnedampgenerator de warmte van de zon vast te houden.
Het ontwerp kan goedkope alternatieven bieden voor ontzilting, verwarming van water in woningen, afvalwaterzuivering en sterilisatie van medische hulpmiddelen.
Het onderzoek werd geleid door George Ni, een afgestudeerde MIT-student, en Gang Chen, een professor in energietechniek en hoofd van de afdeling Werktuigbouwkunde.
Een belangrijk onderdeel van het ontwerp is een spectraal selectieve absorber - een blauwe, metaalachtige film die veel wordt gebruikt in zonneboilers. Het materiaal absorbeert straling in het zichtbare bereik van het elektromagnetische spectrum, maar straalt niet uit in het infrarode bereik, wat betekent dat het zowel zonlicht absorbeert als warmte vasthoudt, waardoor warmteverlies wordt geminimaliseerd.
Omdat koper warmte efficiënt geleidt, monteerden de onderzoekers een dunne laag koper bedekt met de spectraal selectieve absorber op een thermisch isolerend stuk drijvend schuim. Ze ontdekten echter dat hoewel de structuur niet veel warmte uitstraalde naar de omgeving, er toch warmte ontsnapte door convectie, waarbij bewegende luchtmoleculen zoals wind het oppervlak op natuurlijke wijze zouden afkoelen.
Een oplossing voor dit probleem kwam van de 16-jarige dochter van Chen, die toen werkte aan een wetenschapsbeursproject - een geïmproviseerde kas gemaakt van eenvoudige materialen, waaronder noppenfolie.
Ze was in staat om het in de winter tot 160 ° F te verwarmen! zegt Chen. Het was zeer effectief.
Chen stelde Ni voor dat het verpakkingsmateriaal zou kunnen worden gebruikt om warmteverlies door convectie te voorkomen. Door de spons ermee te bedekken, zou zonlicht door de transparante verpakking van het materiaal naar binnen kunnen, terwijl lucht in de isolerende bubbels wordt vastgehouden.
Ik stond eerst erg sceptisch tegenover het idee, herinnert Ni zich. Ik dacht dat het geen hoogwaardig materiaal was. Maar we hebben de duidelijkere noppenfolie geprobeerd met grotere bubbels voor meer luchtinsluiting, en het blijkt dat het werkt. Door deze noppenfolie hebben we geen spiegels nodig om de zon te concentreren.
Terwijl het prototype slechts 20 procent van het binnenkomende zonlicht omzet in stoom, zijn de onderzoekers van plan andere materialen te onderzoeken, waaronder verschillende configuraties van noppenfolie, om de prestaties van het goedkope apparaat te verbeteren.