De acordo com o World Resource Institute, a água potável fresca é um recurso importante, mas limitado, que só aumentará nos próximos anos. Um método estabelecido usado para aumentar o suprimento de água salgada, especialmente em áreas costeiras, na solidão, a remoção de água da água. No entanto, o sistema atual de caos depende da infraestrutura central e das membranas de filtração e depende do risco de degradação.
Uma equipe de engenheiros da Rice University criou um sistema que torna o processo mais adaptado, elástico e barato, pode transformar as práticas do caos. O novo sistema, descrito em um estudo publicado Água da natureza, Projetado para ser conduzido pela luz solar e usar métodos criativos para recuperar o calor para aumentar a produção de água – sem sol e sem. Diferentemente dos sistemas convencionais, a configuração é feita de materiais de nudez e pode lidar com salmoura de alta salinidade.
“A Clean é um problema desafiador especial na comunidade fora da rede em água doce”, William Shmid, um estudante de doutorado na Fundação Nacional de Rice and National Science, uma engenharia elétrica e de computadores, para aprimorar as habilidades de isolamento movido a luz. “Queríamos nos concentrar nos sistemas descentrais de decalinação modular”.
O isolamento térmico envolve o ciclo de evaporação e concentração: à medida que a evaporação da água, sólidos como sal e outras impurezas são deixados para trás; Enquanto isso, o vapor de água é frio e concentrado em água fresca. A evaporação usa a energia para superar as forças de interconexão que identificam a água no nível do líquido e os condensos liberam o vapor ao fluido. Para ser eficiente em sistemas de especialidade térmica, a energia gerada entre líquido e vapor deve ser restaurada e re -usada.
A nova tecnologia, conhecida como dessalinização de troca de energia ressonante solar ou sujeira, ganha o fluxo e o fluxo de ar da física de sistemas ressonantes, como pêndulo e circuitos elétricos. No sistema ressonante, a energia naturalmente arrasa as frequências de “ressonância” mais eficientes nas várias formas do ciclo repetido.
No potencial e na velocidade, esse pêndulo varia como um pêndulo ou para trás para trás entre o circuito elétrico, como um circuito elétrico melodioso, em vez de armazenar a energia entre dois fluidos transmitidos por contadores: uma corrente de água salina aquecida e um fluxo de ar. Quando sintoniza adequadamente, o calor oscila entre essas duas correntes em um padrão ressonante, com eficiência e transfere a energia térmica, mesmo atrás das nuvens ou horizontes. Esta “transferência de energia ressoada” autônoma não requer a tecnologia de armazenamento de energia externa da palha, o que adiciona a carga do sistema geral ao sistema geral.
“Nossa principal inovação é o uso de insights de engenharia elétrica e física para notificar o fluxo interno do sistema para combinar com a energia do sol ao longo do dia”. “Esse fluxo dependente da luz não foi controlado antes”.
Estudantes de pós-graduação do Programa de Pós-Graduação de Física Aplicada em Rice e o primeiro autor do estudo, Alada Machoro-Artes, além do estudo, diz que o sistema trabalha com a “visão e a manutenção mínima entre o relógio”.
O sistema foi testado em Sun Marcos, no Texas, produzindo 0,75 litros de água potável por hora em sua forma de protótipo. A equipe também fez várias simulações usando perfis de intensidade solar de diferentes locais nos Estados Unidos – desde o Cloud Portland do Oregon até o Novo México, o ensolarado Albookerk. No geral, a habilidade de habilidades de purificação de água tensas superou o sistema usando 77% da taxa de fluxo estável para uma semana representativa.
“Ele apóia a idéia de que o sistema se beneficia da posição do sol na produção total de água doce, não dependente da eficiência da água de alta energia, não dependente da alta gravidade solar”, disse Machoro-Artes.
A maioria das plantas isoladas usa a tecnologia oposta (mais), que pode não ser efetivamente tratada por água sólida devido a restrições à base de membrana. Quanto mais recuperação de água fresca da água do mar é de 35 a 50%, o restante geralmente é descartado como água hipersalina. Enquanto isso, Straid é capaz de lidar com alta salinidade sem uma redução significativa da produção ou qualidade da água.
Strade substitui as membranas finas encontradas em muitos sistemas de decalinação. No lugar de um design de canal bienal mais tradicional separado por uma membrana, a equipe usa um único canal aquecido e um canal adjacente ao ar contaminado ou salgado que carrega vapor de água. O vapor então sintetiza o trocador de calor aquático, deixando para trás os contaminantes.
“O sistema é mais visível porque não temos membranas para quebrar ou quebrar”, disse Alessandro Alabastry, professor assistente de engenharia elétrica e de computadores em arroz e um escritor em pesquisa. “Fomos deliberados para usar materiais de manutenção duráveis e curtos para tornar o sistema de maneira fácil e acessível”.
Naomi Halas Alabastri, professor da Universidade e professor de engenharia elétrica e de computadores de Stanley Cor, também é um escritor relacionado a este estudo. Escritores adicionais são Kian Yeh, estudante de graduação em arroz; Em Pratiksha Dongar, ex -professora de Paddy e físico sênior do SLBB; E Peter Nordlander, cadeira de Rice em Física e Astronomia, e professor de engenharia elétrica e de computadores e ciências materiais e nanoinaginning.
Esta pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation (1842494), pelo Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia do México (2021-000014-01EXTF -00140), Robert A. Welch Foundation (C-1220 e C-1222) e Divisão Solar Solar Energética. O conteúdo aqui é completamente responsável pelos autores e não apresenta necessariamente as opiniões oficiais das agências e agências de fundos.
