Αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να παράγουν ατμό όχι με την παραδοσιακή μέθοδο, δηλαδή από βραστό νερό, αλλά εστιάζοντας το φως του ήλιου πάνω σε μεταλλικά νανοσωματίδια ανακατεμένα στο νερό.
Η επαναστατική τεχνική μετατρέπει απευθείας την ηλιακή ενέργεια σε ατμό και μάλιστα μέσα σε λίγα μόνο δευτερόλεπτα (πέντε έως 20), ενώ είναι τόσο αποτελεσματική που μπορεί να παράγει αμέσως «ηλιακό ατμό» ακόμα και από παγωμένο νερό ή σε αρκτικό περιβάλλον.
Οι ερευνητές του Εργαστηρίου Νανοφωτονικής του πανεπιστημίου Ράις του Τέξας, με επικεφαλής την καθηγήτρια Ναόμι Χάλας (μία από τις κορυφαίες χημικούς στον κόσμο), που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "ACS Nano" της Αμερικανικής Χημικής Εταιρίας, πιστεύουν ότι η νέα μέθοδος μπορεί να φανεί ιδιαίτερα χρήσιμη σε διάφορες υγειονομικές εφαρμογές (π.χ. για αποστείρωση) ή για τον καθαρισμό του νερού, ιδίως στις πιο φτωχές χώρες, όπου δεν υπάρχουν ούτε ρεύμα, ούτε ξύλα για κάψιμο.
Όμως η τεχνική μελλοντικά θα μπορούσε να αξιοποιηθεί επίσης για την παραγωγή ηλεκτρισμού, αλλά και σε υβριδικά συστήματα ψύξης και θέρμανσης, που τη μέρα θα χρησιμοποιούν ηλιακό φως και ατμό, ενώ το βράδυ ηλεκτρισμό.
Η συνολική ενεργειακή αποδοτικότητα της νέας τεχνολογίας είναι της τάξης του 24%, έναντι περίπου 15% των φωτοβολταϊκών. Η μεγάλη αποδοτικότητα του «ηλιακού ατμού» οφείλεται στα νανοσωματίδια που απορροφούν το φως του ήλιου και, δρώντας ως καταλύτες, το μετατρέπουν αμέσως σε θερμότητα.
Πάνω στα νανοσωματίδια (σφαιρίδια διοξειδίου του πυριτίου επικαλυμμένα με άνθρακα ή χρυσό) εστιάζεται μέσω φακού το ηλιακό φως και τότε αυτά θερμαίνονται τόσο γρήγορα, που εξατμίζουν αμέσως το νερό, μέσα στο οποίο βρίσκονται, και έτσι παράγουν υδρατμούς. Οι ερευνητές αισιοδοξούν ότι η τεχνική τους μπορεί να βελτιωθεί κι άλλο και συνεπώς να αυξηθεί περαιτέρω η ενεργειακή αποδοτικότητά της.
Όπως είπε η Χάλας, «καταφέραμε από τη θέρμανση του νερού σε μακροκλίμακα να κάνουμε το ίδιο σε νανοκλίμακα. Τα σωματίδιά μας είναι πολύ μικρά -πιο μικρά και από το μήκος κύματος του φωτός- έχοντας έτσι τρομερά μικρή επιφάνεια, οπότε δεν διαφεύγει πολλή θερμότητα. Με αυτό τον τρόπο, ο ατμός παράγεται τοπικά, πάνω στην ίδια την επιφάνεια του νανοσωματιδίου». Όπως τόνισε, «δεν αλλάζουμε κανέναν από τους νόμους της θερμοδυναμικής, απλώς βράζουμε νερό με ένα ριζικά διαφορετικό τρόπο».
Ο ατμός είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα βιομηχανικά ρευστά. Περίπου το 90% του ηλεκτρισμού παράγεται από ατμό, ο οποίος έχει πολλές άλλες εφαρμογές, όπως για την αποστείρωση ιατρικών εργαλείων και αποβλήτων, για το μαγείρεμα κ.α.
Το μεγαλύτερο μέρος του βιομηχανικού ατμού παράγεται σε μεγάλους ατμολέβητες. Η νέα τεχνολογία του «ηλιακού ατμού» -η ανάπτυξη του οποίου έχει χρηματοδοτηθεί από το Ίδρυμα του Μπιλ Γκέιτς της Microsoft- μπορεί να επιτρέψει την οικονομική παραγωγή του ατμού σε πολύ μικρότερη πλέον βιομηχανική κλίμακα. Σύμφωνα με τη Χάλας, είναι δυνατό να κατασκευασθεί ακόμα και μια φορητή ηλεκτρογεννήτρια ατμού που θα δουλεύει με το φως του ήλιου.
Αν καταστεί εφικτό η τεχνολογία να εφαρμοστεί όντως σε βιομηχανική κλίμακα, τότε θα πρόκειται για μια σημαντική εξέλιξη στον τομέα της ηλιακής-ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμα, η τεχνική θα μπορούσε να τροποποιηθεί έτσι ώστε η θερμαντική ενεργειακή πηγή να μην είναι το φως του ήλιου, αλλά κάποια άλλη (γεωθερμική ενέργεια, βιολογική κ.α.).
Ο διακεκριμένος ελληνο-αμερικανός καθηγητής χημείας και διευθυντής του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς Μπέρκλεϊ, Πολ Αλιβιζάτος, δήλωσε ότι «πρόκειται για μια καινοτομική εφαρμογή των νανοσωματιδίων. Νομίζω ότι είναι πολύ ενδιαφέρουσα και θα παρακινήσει πολλούς άλλους να σκεφτούν σχετικά με τη θέρμανση του νερού μέσω του φωτός του ήλιου».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου