Система дезинфекции будущего: пар на солнечной энергии
В прошлом году исследователи из Университета Райса открыли новый способ преобразования солнечной энергии непосредственно в пар из наночастиц, поглощающих свет. Уже до этого технология использовалась для создания солнечного парового автоклава для стерилизации медицинского и стоматологического оборудования, и проект получил грант от Фонда Билла и Мелинды Гейтс для последующего внедрения в повседневную жизнь для стерилизации отходов. Исследователи теперь могут испытывать два вида данного устройства.
Как сообщает Gizmag, ключевой элемент обеих систем – это наночастицы, которые при погружении в воду под воздействием солнечного света нагреваются так быстро, что мгновенно превращаются в пар. Эта система настолько эффективна, что работает даже в ледяной воде, а её общая энергоотдача составляет 24%! Этот показатель даже выше, чем у коммерческих фотоэлектрических солнечных панелей, у которых энергоотдача составляет всего около 15 %. Несмотря на высокий потенциал отдачи электроэнергии, исследователи решили сначала сосредоточиться на функции обеззараживания.
«Санитарные технологии – это вещь малоприятная, но это вопрос жизни и смерти для 2,5 миллиарда человек, говорит Наоми Халас (Naomi Halas), директор лаборатории Университета Райса по изучению нанофотоники, ведущий исследователь проекта. «Чтобы обеспечить стерилизацию такого большого количества отходов, нужно устройство, которое могло бы быть полностью автономным, не слишком большим, которое работает относительно быстро, просто в обращении и не содержит опасных компонентов. Наша паровая солнечная система (Solar Steam system) имеет все эти характеристики, и это единственная технология, которая может стерилизовать отходы полностью».
Исследователи проверили солнечный паровой автоклав по двум функциям: стерилизация медицинского и стоматологического оборудования и дезинфекция отходов жизнедеятельности человека. Они обнаружили, что тепла и давления, создаваемых паром, было достаточно, чтобы убить не только самых термостойких микробов, но и спорообразующих растений и вирусов.
«Процесс оказался очень эффективным», - рассказывает аспирантка Университета Райса Оара Ньюманн (Oara Neumann), ведущий автор исследования. « Для спонсирующего нас Фонда Билла и Мелинды Гейтс мы должны создать систему, которая может справиться с отходами семьи из четырех человек с помощью всего двух процедур по уборке в неделю - данный автоклав может этого сделать».
Научно-исследовательская группа надеется стать партнёром компании Sanivation по переработке отходов в проведении первых испытаний солнечного стерилизатора, работающего на пару, на трех объектах в Кении.
Подробная информация о технологии опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru