Sử dụng ánh nắng mặt trời để tạo hơi nước

27/11/2012

Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Rice, Hoa Kỳ đã phát triển một công nghệ đột phá sử dụng các hạt nano để chuyển đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành hơi nước. Phương pháp này hiệu quả đến mức thậm chí có thể sản sinh hơi nước từ nước đóng băng.

Công nghệ này có tổng hiệu suất khoảng 24%, trong khi các tấm pin mặt trời thông thường chỉ đạt khoảng 15%. Tuy nhiên, các nhà sáng chế hơi nước năng lượng mặt trời hy vọng công nghệ mới được áp dụng không chỉ để sản xuất điện mà còn phục vụ cải thiện điều kiện vệ sinh và lọc nước tại các quốc gia đang phát triển.

Hiệu suất của hơi nước năng lượng mặt trời là do các hạt nano thu ánh sáng, chuyển đổi ánh nắng mặt trời thành nhiệt. Khi các hạt được nhúng xuống nước và tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, chúng bị đốt nóng rất nhanh đến mức làm bốc hơi nước và tạo ra hơi nước. Tổng hiệu suất năng lượng của hơi nước năng lượng mặt trời chắc chắn sẽ tăng khi công nghệ được cải tiến.

Để thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một ống nước chứa các hạt nano kích hoạt bởi ánh sáng, nhúng xuống một bình nước đá. Sử dụng một thấu kính để thu ánh nắng mặt trời phía trên hỗn hợp gần như đóng băng trong ống, các nhà khoa học có thể tạo ra hơi nước từ nước gần như đóng băng.

Hơi nước là một trong những chất lưu công nghiệp được sử dụng nhiều nhất thế giới. Khoảng 90% điện được sản xuất từ hơi nước và hơi còn được sử dụng để khử trùng chất thải y tế và các thiết bị phẫu thuật, để chuẩn bị thực phẩm và lọc nước.

Hầu hết hơi nước công nghiệp được sản xuất trong các nồi hơi lớn và hiệu suất của hơi nước từ năng lượng mặt trời có thể cho phép hơi nước trở nên có giá trị kinh tế trên qui mô nhỏ hơn nhiều.

Người dân tại các nước đang phát triển sẽ là những người đầu tiên nhìn thấy những lợi ích của hơi nước năng lượng mặt trời. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice đã chế tạo một nồi hấp họat động nhờ hơi nước năng lượng mặt trời, có khả năng khử trùng dụng cụ y tế và nha khoa tại các phòng khám thiếu điện. Ngoài ra, họ còn được nhận trợ cấp từ Quỹ Bill và Melinda Gates để chế tạo một hệ thống qui mô rất nhỏ để xử lý chất thải trong các khu vực không có hệ thống thoát nước hoặc điện.

Ứng dụng tiềm năng khác của hơi nước năng lượng mặt trời có thể là vận hành hệ thống điều hòa không khí và sưởi ấm hybrid, khi không có ánh nắng mặt trời vào ban ngày và mất điện vào ban đêm.

Kim Anh Theo NASATI

Sử dụng ánh nắng mặt trời để tạo hơi nước

Cục Năng lượng - Dầu khí, Bộ Công Thương thực hiện chức năng quản lý nhà nước về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Ứng dụng khoa học công nghệ nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong ngành công nghiệp mỏ

Bản quyền thuộc Cục Năng lượng - Dầu khí, Bộ Công Thương