Bear Grylls’tan ilham alan akademisyenler, güneş enerjisini kullanarak çok yüksek verimle çalışan bir su arıtıcısı geliştirdiler!

Bear Grylls’ın plastik ve güneş ışığının biraz daha fazlası ile kirli suyu içme suyuna dönüştürdüğünü görmüştük. Akademisyenler, tuzlu ve kirli suyun kişisel kullanım için içilebilir suya dönüştürülmesi amacıyla son derece verimli ve ucuz bir yol yaratmak için üçüncü bir eleman olarak karbona daldırılmış kağıdı sisteme eklediler. Sistem, özellikle doğal afetlerden etkilenen bölgeler ve gelişmekte olan bölgelerde küresel içme suyu sıkıntısını gidermeye yardımcı olabilir.

Özellikle gelişmekte olan ve doğal afetlerden etkilenen bölgelerde küresel içme suyu sıkıntısına yardımcı olabilecek bu fikir, online olarak 30 Ocak 2017 günü Global Challenges dergisinde yayımlanan bir çalışmada açıklanmıştır.

Araştırmaya önderlik eden Buffalo Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi’nde elektrik mühendisliği olan Doçent Qiaoqiang Gan, PhD, “Son derece düşük maliyetli malzemeler kullanarak, buharlaşma sırasında güneş enerjisini neredeyse maksimum düzeyde kullanan bir sistem yaratmayı başardık. Aynı zamanda bu süreçte oluşan ısı kaybını da en aza indirdik” dedi.

Araştırma ekibinin diğer üyeleri de; UB’nin Kimya Bölümü’nden, Çin’deki Fudan Üniversitesi, Wisconsin-Madison Üniversitesi ve UB’nin Malzeme Bilişiminde New York Eyalet Mükemmellik Merkezi ve UB’nin RENEW Enstitüsü(karmaşık çevre sorunlarını çözmeye adanmış disiplinler arası bir enstitü) üyesi Gan’ın laboratuvarı. 

Güneş enerjili buhar jeneratörü

Ekip, araştırmayı yürütmek için güneş enerjisi ile çalışan küçük ölçekli bir su damıtma cihazı yaptı. “Güneş Buhar Jeneratörü” olarak adlandırılan bu cihaz, güneş ışığından elde edilen ısıyı kullanarak suyu temizler veya tuzundan arındırır. Burada işler şu şekilde yürümektedir: Güneş suyu buharlaştırır. Sıvı gaz haline geçerken bu işlem sırasında tuz, bakteri veya diğer istenmeyen maddeler geride kalır. Daha sonra su buharı soğur ve tekrar sıvı faza geçer, tuz veya kirleticiler olmaksızın ayrı bir kapta toplanır.

UB’nin doktora adayı ve araştırmanın önde gelen yazarlarından Haomin Song, “içme suyu yetersizliği sıkıntısı çeken insanlar yıllardır güneş enerjili su damıtma cihazlarını kullandılar, ancak bu cihazlar oldukça verimsizdi.” diyor. “Örneğin, birçok cihaz buharlaşma işlemi sırasında sıvı yığınının ısıtılması nedeniyle değerli ısı enerjisini kaybetmektedir. Ayrıca güneş ışığını konsantre etme işlemi için aynalar ve mercekler gibi optik konsantratörleri içeren sistemler de pahalıdır.” şeklinde ekliyor.

UB önderliğindeki araştırma ekibi, yaklaşık mini bir buzdolabı ebatlarında olan bir güneş enerjili su damıtma cihazı tasarlayarak mevcut sorunları ele aldılar. Bu cihaz, genleşmiş polistiren köpükten (ısı yalıtım malzemesi olarak kullanılan yaygın bir plastik ve gerekirse bir flotasyon cihazı) ve karbon siyahı ile kaplanmış gözenekli kağıttan imal edilmiştir. Bir peçete gibi kağıt suyu absorplar, karbon siyahı da güneş ışığını emer ve güneş enerjisini buharlaşma sırasında kullanılacak olan ısı enerjisine dönüştürür.

Güneş enerjili su damıtma cihazı su yüzeyini kaplayarak çok verimli bir şekilde suyu buharlaştırır. Örneğin, buharlaşma işlemi sırasında mevcut enerjinin sadece yüzde 12’si kaybolmakta ve araştırma ekibi bu oranın daha önce görülmemiş bir oran olduğunu düşünmektedir. Cihazın 44 ˚C’de buharlaşan yalnızca yüzey suyunu dönüştürmesi nedeniyle bir dereceye kadar başarı sağlanması olası gözükmektedir.

Verimli ve ucuz

Araştırmacılar, test sonuçlarına dayanarak günde 3-10 litre su üretebildiklerinden gün içinde 1-5 litre su üreten benzer boyuttaki ticari güneş enerjili su damıtma cihazlarına göre bu konu üzerinde bir gelişme olduğuna inanmaktadırlar.

Yeni güneş enerjili su damıtma cihazının malzemeleri, metrekare başına kabaca 1.60 $’a mal olmaktadır ki bu rakam malzemelerin toplu olarak satın alınması durumunda düşebilir. (Aksine, optik konsantratörleri kullanan sistemler metrekare başına 200 $ ‘dan fazla perakende satış yapabilirler.) Ticarileştirildiğinde cihazın perakende fiyatı, Dünya Ekonomik Forumuna  göre 2010 ve 2030 yılları arasındaki dünya çapında 26 trilyon dolar olarak öngörülen su alt yapı tesislerinin yenilenmesi için gerekli fon açığını da nihai olarak azaltabilir.

UB’nin misafir öğretim üyesi, Fudan Üniversitesi’nde doktora adayı ve araştırmanın ortak yazarlarından biri olan Zhejun Liu “Geliştirmekte olduğumuz güneş enerjili su damıtma cihazı, küçük topluluklardaki insanlar için kendi evlerinin çatısındaki güneş panelleri vasıtasıyla ürettikleri enerji ile kendi içme sularını yaratmalarına izin verecek şekilde ideal olacaktır.” dedi.

Araştırma kısmen ABD Ulusal Bilim Vakfı, Çin Ulusal Bilim Vakfı ve Çin Burs Konseyi tarafından finanse edildi.

Kaynak : sciencedaily.com

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.
×
İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.