Énergie et environnement

Générateur de vapeur solaire - Utilisation de Bubble Wrap!

Générateur de vapeur solaire - Utilisation de Bubble Wrap!


Quand vous regardez du papier bulle, que voyez-vous? Plusieurs minutes perdues de popping satisfaisant? En combinaison avec un matériau poreux astucieux, cet article du quotidien peut générer de la vapeur à partir de la lumière du soleil ambiante!

[Source de l'image:MIT - Jeremy Cho]

Appelé générateur de vapeur solaire, un nouvel appareil est capable de convertir 20% de la lumière solaire disponible en vapeur. La capacité de convertir la lumière du soleil ambiante par temps couvert en énergie thermique utilisable est un développement passionnant grâce à la collaboration d'équipes de recherche du MIT et du Masdar Institute.

Cette conception utilise un matériau semblable à une éponge développé par l'équipe en 2014: une structure poreuse de flocons de graphite et de mousse de carbone. Le matériau graphite s'est avéré chauffer en des points localisés, aspirant et évaporant de l'eau dans les pores de la structure.

En utilisant un absorbeur spectralement sélectif, tel que celui utilisé dans les chauffe-eau solaires, les chercheurs ont pu absorber uniquement le rayonnement électromagnétique visible, sans pertes dues au rayonnement infrarouge. Le revêtement d'une feuille de cuivre avec l'absorbeur a donné un matériau efficace absorbant la lumière du soleil, qui a transféré l'énergie thermique à la mousse. Cependant, alors que l'absorbeur spectralement sélectif a bien géré les pertes de rayonnement, l'équipe a enregistré les pertes de chaleur par convection de la surface.

Dans la recherche d'une solution au problème de la convection, l'un des principaux chercheurs s'est inspiré d'une origine nouvelle: le projet d'expo-sciences de sa fille. La conception de la serre qu'elle a construite comprenait des matériaux de base, notamment du papier bulle. Son père, le professeur Gang Chen du MIT, a déclaré: `` Elle a pu le chauffer à 160 degrés Fahrenheit, en hiver! C'était très efficace.

En laissant passer la lumière du soleil, l'air emprisonné à l'intérieur des bulles de matériaux isolent contre les pertes de chaleur par convection.

«J'étais très sceptique à l'idée au début», a déclaré un autre chercheur principal, l'étudiant diplômé George Ni. «Je pensais que ce n'était pas un matériau haute performance. Mais nous avons essayé le papier bulle plus clair avec des bulles plus grosses pour plus d'effet de piégeage d'air, et il s'avère que cela fonctionne. Maintenant, grâce à ce papier bulle, nous n’avons pas besoin de miroirs pour concentrer le soleil. »

[Source de l'image:MIT - George Ni]

L'utilisation de matériaux bon marché et facilement accessibles ouvre davantage de possibilités d'applications pratiques de la technologie. Le professeur Tao Deng de l'Université Jiao Tong de Shanghai a commenté les recherches de l'équipe du MIT-Masdar:

«Cet appareil offre un tout nouveau paradigme de conception pour la production de vapeur solaire. Il élimine le besoin du concentrateur optique coûteux, ce qui est un avantage clé pour réduire le coût du système de génération de vapeur solaire. Il est certain que l'utilisation intelligente du film à bulles et de l'absorbeur sélectif disponible dans le commerce permet également de supprimer la perte de chaleur par convection et par rayonnement, qui non seulement améliorent l'efficacité de la récolte solaire, mais réduisent encore davantage le coût du système.

Les chercheurs Chen et Ni voient leur conception comme une alternative peu coûteuse aux technologies à grande échelle utilisées dans le dessalement et le traitement des eaux usées. Si les dispositifs de concentration optique traditionnels ont une durée de vie relativement longue (10 à 20 ans), ils sont coûteux en termes de matériaux et d'entretien. Ce générateur de vapeur solaire ne fonctionnerait qu'un dixième de ce temps.

"Même ainsi, le coût est assez compétitif", a déclaré Ni. «C'est une sorte d'approche différente, où avant, les gens faisaient de la haute technologie et à long terme [des absorbeurs solaires]. Nous faisons de la low-tech et du court terme. '

Le professeur adjoint TieJun Zhang de l'Institut Masdar a déclaré: «Ce qui nous fascine, c'est l'idée innovante derrière cet appareil peu coûteux, dans lequel nous avons conçu cet appareil de manière créative sur la base d'une compréhension de base de la capillarité et du rayonnement solaire thermique. En attendant, nous sommes ravis de continuer à explorer la physique complexe de la génération de vapeur solaire et de découvrir de nouvelles connaissances pour la communauté scientifique.

L'équipe a récemment publié ses résultats dans Nature Energy,

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Via:MIT

Écrit par Jody Binns


Voir la vidéo: Fonctionnement en animation: Purgeur de vapeur à disque ThermoDyne