Солнечный свет и наночастицы позволят эффективно опреснять морскую воду

Ученые из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» вместе с коллегами из Норвегии и Китая предложили технологию, которая поможет быстрее опреснять морскую воду и поднять КПД солнечных генераторов, сообщает пресс-служба НИЯУ МИФИ.

Солнечные генераторы, производящие электроэнергию за счет испарения воды, — важный элемент многих систем возобновляемой энергетики. Перспективной, по словам ученых, считается схема, при которой паровые мини-турбины совмещаются с солнечным опреснителем морской воды. Для многих регионов мира подобные комбинированные устройства являются важным источником энергии и воды для сельского хозяйства.

По словам авторов работы, больше пара, чем обычное кипячение жидкости, может произвести кипячение с помощью света водной суспензии светопоглощающих наночастиц. Ученые использовали в этом качестве наночастицы графита и оксида железа. «Изученный нами эффект был открыт в начале 2000-х годов учеными из США и Австралии, но дальше маломасштабных лабораторных опытов коллеги не пошли. Мы серьезно расширили теоретическое описание процесса и нашли способ его промышленного применения. Большое преимущество нашей системы в том, что мы не используем дорогостоящие частицы золота и серебра», — сообщил руководитель исследования, специалист Института ядерной физики и технологий МИФИ, профессор Университета прикладных наук Западной Норвегии Борис Балакин.

Предложенная технология увеличит эффективность солнечной парогенерации на 15–25 %. Она может быть использована не только для опреснения и очистки морской воды, но и при создании систем охлаждения космической техники. Разработанный для применения новой технологии прототип генератора, как сообщили создатели, в идеальных условиях обеспечит мощность до 5 кВт с площади испарения в 200 см², и примерно вдвое меньше с учетом погодных условий. Полученные наносуспензии графита и оксида железа примерно в 250 раз дешевле зарубежных аналогов с наночастицами золота. Кроме того, жидкости не являются нанотоксичными по причине постепенного объединения наночастиц до микронных размеров, отметили ученые. Это значит, что после специальных биофизических испытаний такую воду, скорее всего, можно будет использовать для хозяйственных нужд без дополнительной очистки.

Результаты исследования опубликованы в журналах Renewable Energy и International Journal of Heat and Mass Transfer