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          冰水如何在數秒內華麗變身水蒸氣?

          一對來自萊斯大學(Rice University)的研究人員已經開發出一種新技術,利用光吸收納米粒子技術將太陽能直接高效地轉換成蒸汽。全世界90%的能源靠蒸汽渦輪機提供,大多數的工業蒸汽在又大又貴的鍋爐里產生,而該新技術由于其非常小的碳足跡和高效率,將使得蒸汽在規模上變得更小、經濟上變得更可行。

          萊絲大學(Rice University)的研究生Oara Neumann(左)和科學家Naomi Halas,是把太陽光能轉化為蒸汽的新研究的共同作者。

          冰水如何在數秒內華麗變身水蒸氣?

          盡管比現有生產電能的太陽能板還要高效率,該技術仍可能會首先應用到不斷增長的低衛生成本水凈化和人類廢棄物處理上。醫療廢物和手術器械的消毒,食物準備和水凈化可能很快成為發展中世界的重點領域,而這些都需要接入電網。

          該技術依靠光吸收納米粒子,當它們淹在水中然后被照亮,這些顆粒的溫度很快就能超過水的沸點。在這個階段,它們通過非常小的表面積迅速散熱,幾乎瞬間在粒子的表面產生150°水蒸氣。該系統是如此地高效,甚至能輕松將冰冷的水變成蒸汽。

          冰水如何在數秒內華麗變身水蒸氣?

          該技術大約能把80%的太陽能轉化成蒸汽能。通過當前的蒸汽渦輪機發電,總體效率為24%(相比一塊太陽能電池板的典型效率在15%左右)。研究人員表示,隨著技術的進一步完善,效率仍有提升的空間。

          冰水如何在數秒內華麗變身水蒸氣?

          其潛在用途還可以用到混合動力空調和加熱系統上。該技術也被證明是非常有前途的水蒸餾方式,效率大約是現有商用系統的2.5倍。

          冰水如何在數秒內華麗變身水蒸氣?

          該項目得到了梅琳達-蓋茨基金會的支持,用于人類廢棄物和污水處理,或在缺乏電力的地區建立一個小規模的系統。在此期間,萊斯大學的工程專業本科生已經造出了一個太陽能蒸汽高壓鍋,可用于缺乏電力地區的醫療器械消毒。

          詳細的研究資料發表在《ACS納米》雜志(The Journal Nano)上,提供公開的訪問。

          資料來源:萊斯大學(Rice University)

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