Het prototype van het nieuwe ontziltingsapparaat op zonne-energie bevindt zich bovenop MIT. Afbeelding: met dank aan de onderzoekers.
Kustgemeenschappen met veel zon hebben binnenkort voldoende vers water zonder dat er elektriciteit nodig is.
Een internationaal team van wetenschappers heeft een goedkope manier ontwikkeld om dorstige gemeenschappen van zoet water te voorzien door zeewater drinkbaar te maken zonder elektriciteit te gebruiken.
Zolang de zon schijnt, zeggen ze, zal hun apparaat voldoende drinkwater van hoge kwaliteit produceren om de behoeften van een gezin te dekken, tegen een kostprijs van ongeveer US $ 100 (£ 77).
De wetenschappers, van Massachusetts Institute of Technology (MIT), VS en Shanghai Jiao Tong University, China, geloven dat hun hersengolf een eenvoudige oplossing biedt voor dorstige eilanden en droge kustgebieden die geen betrouwbare elektriciteitsvoorziening hebben maar toegang hebben tot zeewater. Het zou zelfs kunnen helpen om een deel van de massamigraties die met klimaatverandering worden verwacht, te voorkomen.
De onderzoekers rapporteren hun werk in het tijdschrift Energy and Environmental Science. Hun prototype testen op een dak aan het Massachusetts Institute of Technology, produceerden ze elk uur meer dan 1.5 liter vers drinkwater voor elke vierkante meter zonnecollector.
Hun apparaat is kubusvormig, met meerdere lagen zonneverdampers en condensors op elkaar gestapeld, bedekt met een laag transparante isolatie. In wezen is het een meerlaagse nog steeds zonne-energie, vergelijkbaar met die eeuwenlang worden gebruikt om sterke drank te maken en tegenwoordig in veel toepassingen worden gebruikt.
“Deze nieuwe aanpak is heel belangrijk. Een van de uitdagingen bij ontzilting op basis van zonne-energie is de lage efficiëntie. Deze verhoogde efficiëntie zal een algeheel effect hebben op het verlagen van de kosten van geproduceerd water ”
Een zonne-energie gebruikt nog steeds vlakke panelen om warmte te absorberen en vervolgens over te dragen naar een laag water, die begint te verdampen. De damp condenseert op het volgende paneel en het water wordt verzameld, terwijl de warmte van de dampcondensatie naar de bovenstaande laag wordt geleid.
Wanneer damp op een oppervlak condenseert, geeft het warmte af; in typische condensorsystemen gaat die warmte gewoon verloren aan de omgeving. Maar in deze meerlaagse versie stroomt de afgegeven warmte naar de volgende verdampingslaag, waardoor de zonnewarmte wordt gerecycled en de algehele efficiëntie wordt verbeterd.
De efficiëntie komt van het gebruik van elk van de meerdere fasen om zout uit het zeewater te verwijderen, waarbij de warmte die vrijkomt bij de vorige fase wordt gebruikt in plaats van verspild. Op deze manier behaalde het demonstratieapparaat van het team een totale efficiëntie van 385% bij het omzetten van de energie van zonlicht in verdamping.
Evelyn Wang, een co-auteur, zei: “Wanneer je water condenseert, geef je energie af als warmte. Als je meer dan één fase hebt, kun je profiteren van die hitte. "
Kosten afweging
Hoewel het toevoegen van meer lagen de conversie-efficiëntie van het systeem verhoogt, voegt elke laag ook kosten en bulk toe. Het team koos voor een 10-fasen systeem voor hun proof-of-concept-apparaat.
Het leverde zuiver water dat de normen voor drinkwater in de stad overtrof, met een snelheid van 5.78 liter per vierkante meter (ongeveer 1.52 gallons per 11 vierkante voet) zonne-verzamelgebied. Dit is meer dan twee keer zoveel als het recordbedrag dat eerder werd geproduceerd door een dergelijk passief ontziltingssysteem op zonne-energie, zegt professor Wang.
En een groot voordeel van het systeem is dat het een zelfspoelend mechanisme heeft dat de ophoping van zout elke nacht opruimt en naar zee terugvoert.
Een mogelijke manier om het systeem te gebruiken zou zijn met drijvende panelen op een zeewater. De panelen konden constant zoet water leveren via leidingen naar de kust zolang de zon scheen. Andere systemen kunnen worden ontworpen om een enkel huishouden te bedienen, misschien met behulp van een plat paneel op een grote ondiepe tank met zeewater.
Het team schat dat een systeem met een zonnecollector van ongeveer een vierkante meter kan voldoen aan de dagelijkse drinkwaterbehoeften van één persoon. In productie denken ze dat een systeem dat is gebouwd om aan de behoeften van een gezin te voldoen, voor ongeveer $ 100 kan worden gebouwd.
Goedkopere vervangingen
Het duurste onderdeel van het prototype is de transparante laag aerogel gebruikt als een isolator bovenaan de stapel, maar het team suggereert dat in plaats daarvan andere goedkopere isolatoren kunnen worden gebruikt. (De aerogel zelf is gemaakt van zeer goedkoop siliciumdioxide, maar vereist speciale droogapparatuur tijdens de productie.)
"Deze nieuwe aanpak is zeer belangrijk", zegt Professor Ravi Prasher van Lawrence Berkeley National Laboratory en de Universiteit van Californië in Berkeley, die niet betrokken was bij het onderzoek.
“Een van de uitdagingen bij ontzilting op basis van zonne-energie is de lage efficiëntie vanwege het verlies van aanzienlijke energie in condensatie.
"Door de condensatie-energie efficiënt te oogsten, wordt de algehele efficiëntie van zonne-energie tot damp aanzienlijk verbeterd ... Deze verhoogde efficiëntie zal een algehele impact hebben op de kosten van geproduceerd water." - Climate News Network
Over de auteur
Paul Brown is de gezamenlijke redacteur van Climate News Network. Hij is een voormalig milieucorrespondent van de Guardian en schrijft ook boeken en doceert journalistiek. Hij is te bereiken op [e-mail beveiligd]
Aanbevolen boek:
Wereldwijde waarschuwing: de laatste kans op verandering
door Paul Brown.
Broeikaseffect is een toonaangevend en visueel verbluffend boek
Dit artikel verscheen oorspronkelijk op het Climate News Network
Verwante Boeken
Climate Adaptation Finance and Investment in California
door Jesse M. Keenan
Dit boek dient als een leidraad voor lokale overheden en particuliere ondernemingen terwijl ze door de niet-gecharterde wateren navigeren om te investeren in aanpassing aan en aanpassing aan klimaatverandering. Dit boek dient niet alleen als hulpmiddel bij het identificeren van potentiële financieringsbronnen, maar ook als een routekaart voor vermogensbeheer en publieke financiering. Het benadrukt praktische synergieën tussen financieringsmechanismen, evenals de conflicten die kunnen ontstaan tussen verschillende interesses en strategieën. Hoewel het zwaartepunt van dit werk ligt bij de staat Californië, biedt dit boek bredere inzichten over hoe staten, lokale overheden en particuliere ondernemingen die cruciale eerste stappen kunnen zetten in het investeren in de collectieve aanpassing van de samenleving aan de klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon
Op de natuur gebaseerde oplossingen voor adaptatie aan klimaatverandering in stedelijke gebieden: koppelingen tussen wetenschap, beleid en praktijk
door Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Dit open access boek brengt onderzoeksresultaten en ervaringen uit wetenschap, beleid en praktijk samen om het belang van op de natuur gebaseerde oplossingen voor aanpassing aan klimaatverandering in stedelijke gebieden te benadrukken en te bespreken. De nadruk wordt gelegd op het potentieel van op de natuur gebaseerde benaderingen om meerdere voordelen voor de samenleving te creëren.
De bijdragen van deskundigen presenteren aanbevelingen voor het creëren van synergieën tussen lopende beleidsprocessen, wetenschappelijke programma's en praktische implementatie van klimaatverandering en natuurbeschermingsmaatregelen in stedelijke gebieden over de hele wereld. Beschikbaar op Amazon
Een kritische benadering van adaptatie aan klimaatverandering: discoursen, beleid en praktijken
door Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dit bewerkte deel brengt kritisch onderzoek naar discutaties, beleid en praktijken met betrekking tot aanpassing aan klimaatverandering samen vanuit een multidisciplinair perspectief. Uitgaande van voorbeelden uit landen als Colombia, Mexico, Canada, Duitsland, Rusland, Tanzania, Indonesië en de eilanden in de Stille Oceaan, beschrijven de hoofdstukken hoe aanpassingsmaatregelen worden geïnterpreteerd, getransformeerd en geïmplementeerd op basisniveau en hoe deze maatregelen veranderen of interfereren met machtsverhoudingen, wettelijk pluralisme en lokale (ecologische) kennis. Als geheel daagt het boek gevestigde perspectieven van aanpassing aan de klimaatverandering uit door rekening te houden met kwesties van culturele diversiteit, milieukritiek en mensenrechten, evenals feministische of intersectionele benaderingen. Deze innovatieve aanpak maakt analyses mogelijk van de nieuwe configuraties van kennis en kracht die evolueren in naam van aanpassing aan klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon
Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.
