“Ця технологія дозволить людям отримати вдосталь питної води, просто встановивши сонячну батарею на даху свого будинку”, - говорить Шедужн Лю, дослідник з Нью-Йоркського університету і один із співавторів нового винаходу.
Сонячні технології відомі людині вже не першу тисячу років. Правда, раніше вони представляли собою просто посудини з чорним дном, наповнені водою і вкриті зверху прозорим матеріалом. Сонячне світло поглинається чорним днищем і прискорює випаровування, після чого волога конденсується і стікає у воронку для питної води. Втім, більша частина забруднюючих речовин не випаровується, а тому неможливо таким чином отримати досить чисту воду. А ще проблема полягає в тому, що велика частина сонячної енергії втрачається при повільному нагріванні ємності, повної води. Навіть при ідеальних умовах резервуар повинен бути не менше 6 м2, щоб зробити денну норму води на 1 людину.
Квао Квак Гань, інженер-електрик з SUNY Buffalo, знайомий з цією проблемою не з чуток. Його лабораторія якраз займалася розробкою нового покоління наноматеріалів, які б служили в якості поглиначів в комірках сонячних електростанцій. Однак незабаром стало очевидно, що вартість матеріалів ніколи не зробила б таку стратегію життєздатною, і Гань почав пошук дешевих альтернатив.
Новий пристрій, розроблений його командою, складається з трьох основних компонентів. Ґань і його колеги почали з паперу, багатого волокнами клітковини — такий папір, наприклад, використовують для виготовлення купюр. Вони покрили його сажею, що залишилася після неповного згорання масла або смоли. Після цього інженери взяли блок пінополістрола (матеріалу, який використовується для виготовлення кавових стаканчиків) і нарізали його на 25 невеликих секцій.
Пінний матеріал, плаваючий в неочищеній воді, діє в якості ізолюючого бар’єру, що запобігає нагріванню всієї маси води відразу. Потім дослідники розмістили фрагменти паперу над кожною секцією таким чином, щоб їх кінці потопали у воді. В результаті вийшла капілярна система: вода по папері піднімається вгору, потрапляючи на кожну з 25 секцій. Вся ця система працює під прозорим акриловим корпусом.
Під час роботи, вода, що випаровується з паперу потрапляє на акрил, який направляє конденсат в накопичувальну ємність, в той час як папір продовжує втягувати в себе вологу і випаровувати її.
Ґань і його колеги повідомляють, що їх примітивна установка працює на 88% ефективніше комерційних аналогів. На практиці це означає, що пристрій розміром 1 м2 може очищати до 1 л води на годину, що в 4 рази перевершує швидкість роботи аналогів.
На сегодняшний день угольные фильтры считаются лучшим вариантом качественной очистки воды. В чем заключается принцип их работы, особенности эксплуатации, какова их производительность, и от чего она зависит?