Modifikacije membrana mogu pozitivno uticati na performanse tehnologije razvijene u KAUST -u, Saudijska Arabija, koja koristi otpadnu toplotu iz solarnih ćelija za desalinizaciju morske vode.
Temperatura solarnih panela može biti preko 40 stepeni celzijusa toplija od temperature okolnog zraka u sušnim regijama. Ovi uslovi nastaju zato što silicijumske fotonaponske ćelije obično pretvaraju samo jednu četvrtinu apsorbovane solarne energije u električnu energiju, dok ostatak zagrijava ćeliju. Ekstremne radne temperature dodatno smanjuju efikasnost i životni vijek ćelije.
Tim je pokušao da to prevaziđe vodenim hlađenjem, ali je otkrio da je radna temperatura njihovog fotonaponskog panela ostala tvrdoglavo visoka.
Da bi to ispravili, istraživači Wenbin Wang i Sara Aleid pomogli su u razvoju teorijskog modela za istraživanje odnosa između određenih parametara membrane, kao što su debljina i poroznost, prema vrućini solarnih ćelija.
“Niža temperatura solarnih ćelija zavisi od regulisanja prenosa toplote kroz hidrofobnu membranu u višestepenom uređaju”, rekao je Wang u saopštenju. “Jednostavno moduliranjem parametara membrane, otkrili smo da upotreba tanje hidrofobne membrane sa većom poroznošću omogućava istovremeno postizanje većih performansi desalinizacije i nižu temperaturu solarnih ćelija.”
Prema KAUST-u, prenošenje ovih rezultata iz laboratorija u okruženja stvarnog svijeta zahtjevalo je od tima da minimizira energetske potrebe i otpadne nusproizvode povezane sa desalinizacijom. Uzimajući inspiraciju iz infuzione tehnologije koja se koristi u intravenoznim linijama, istraživači su razvili sistem gravitacije koji dovodi morsku vodu u uređaj sa solarnim ćelijama bez spoljnih pumpi. Osim toga, posebna tkanina odstranjuje čvrste soli i minerale, izbjegavajući oslobađanje toksične tečne rasoline.
“Budući da naš uređaj ima za cilj desalinizaciju morske vode i opskrbu električnom energijom off-grid zajednica, oslanjanje na mehaničku pumpu za kontrolu protoka vode nije dobar izbor”, rekao je Wang.
Eksperimenti, uključujući vanjska ispitivanja na osunčanom kampusu KAUST, otkrili su da je novi dizajn membrane povećao proizvodnju električne energije za osam posto, udvostručivši prethodne stope proizvodnje slatke vode.
Izvor: The Engineer
