Hạt nano hấp thụ năng lượng mặt trời làm bốc hơi nước

29/11/2012

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại đại học Rice đã vừa phát triển thành công một công nghệ mới sử dụng các hạt hấp thụ ánh sáng làm nước bốc hơi.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại đại học Rice đã vừa phát triển thành công một công nghệ mới sử dụng các hạt hấp thụ ánh sáng làm nước bốc hơi. Hướng đi đầu tiên của công nghệ là các ứng dụng vệ sinh giá rẻ, làm sạch nguồn nước và xử lý rác thải con người tại các khu vực đang phát triển.

Có khoảng 90% năng lượng điện trên thế giới được sản xuất từ các tuabin hơi nước. Hầu hết nguồn hơi nước dùng trong công nghiệp được sản xuất theo quy mô lớn, đòi hỏi các lò đun rất đắt tiền. Tuy nhiên, công nghệ mới của đại học Rice với hiệu suất cao và ít ô nhiễm hứa hẹn sẽ giúp khai thác nguồn năng lượng hơi nước ở tỉ lệ nhỏ hơn rất nhiều. Qua đó, những ứng dụng như tiệt trùng rác thải y tế và dụng cụ phẫu thuật, nước sạch để sinh hoạt và nấu ăn sẽ sớm nằm trong tầm với đối với các khu vực đang phát triển, nơi không phải lúc nào cũng có thể tiếp cận với lưới điện.

Công nghệ của Rice dựa trên các hạt hấp thụ ánh sáng. Khi được nhấn chìm trong nước và phát sáng, các hạt sẽ nhanh chóng đạt mức nhiệt độ trên nhiệt độ sôi của nước. Ở giai đoạn này, các hạt sẽ giải phóng nhiệt thông qua bề mặt tiếp xúc và gần như ngay lập tức, hơi nước nóng đến 150 độ C sẽ được sản sinh trên bề mặt của các hạt. Hệ thống hoạt động rất hiệu quả và nó thậm chí có thể dễ dàng biến nước đá thành hơi.

Công nghệ sẽ chuyển đổi khoảng 80% năng lượng từ mặt trời thành hơi nước. Do đó, nếu sử dụng hơi nước tạo ra từ công nghệ trên cho các turbin phát điện, hiệu suất tổng thể có thể đạt 24% - so với hiệu suất của công nghệ sản xuất hơi nước từ các tấm quang điện là 15%. Trong tương lai khi công nghệ được tôi luyện nhiều hơn, các nhà nghiên cứu cho biết công nghệ sẽ còn được cải tiến nhiều về mặt hiệu năng.

Ngoài ra, tiềm năng ứng dụng khác của công nghệ còn bao gồm các hệ thống điều hòa không khí và sưởi - sử dụng năng lượng mặt trời vào ban ngày và điện vào ban đêm; hay chưng cất nước - qua thí nghiệm, công nghệ cho thấy hiệu suất cao hơp gấp 2,5 lần so với các các hệ thống thương mại hiện có.

Công nghệ của các nhóm nghiên cứu đến từ đại học Rice đã được quỹ Bill & Melinda Gates tài trợ để phát triển các hệ thống xử lý rác thải con người cỡ nhỏ tại các khu vực thiếu hạ tầng cống rãnh hoặc điện. Hiện tại, các sinh viên kỹ thuật tại trường Rice đã vừa chế tạo một chiếc nồi hấp dùng hơi nước có thể khử trùng dụng cụ y khoa tại những trung tâm y tế thiếu thốn nguồn điện.

Tài liệu mở về nghiên cứu của đại học Rice đã được đăng tải trên tạp chí ACS Nano.

Kim Anh Theo Gizmag

Hạt nano hấp thụ năng lượng mặt trời làm bốc hơi nước

3 giải pháp ứng dụng AI để quản lý tòa nhà, năng lượng mặt trời hiệu quả

Copyright by Agency for Innovation, Green Transition and Industry Promotion, Ministry of Industry and Trade