VINACHEM

Theo kết quả nghiên cứu mới công bố, các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp Rice (Mỹ) đã cho thấy có thể tăng hơn 50% hiệu quả của hệ thống khử muối sử dụng năng lượng Mặt Trời chỉ đơn giản bằng cách bổ sung các thấu kính chất dẻo không đắt tiền nhằm tập trung ánh nắng Mặt Trời vào các “điểm nóng”.

Từ trước đến nay, phương pháp thông thường để tăng hiệu quả của các hệ thống sử dụng năng lượng Mặt Trời là lắp đặt bổ sung các tấm tập trung ánh nắng Mặt Trời nhằm tăng thêm ánh nắng đưa vào hệ thống.

Trong hệ thống chưng cất màng lọc truyền thống, nước muối nóng được cho chảy qua một bên của màng lọc, trong khi đó nước nguội đã lọc được cho chảy qua phía bên kia. Chênh lệchh nhiệt độ tạo ra chênh lệch áp suất hơi nước, khiến cho hơi nước từ phía được gia nhiệt đi qua màng lọc về phía lạnh hơn và có áp suất thấp hơn. Nhưng việc nâng cấp để mở rộng công suất cho hệ thống này khá khó khăn, vì chênh lệchh nhiệt độ qua màng lọc - cùng với đó là lượng nước sạch thu được - sẽ giảm khi kích thước của màng lọc tăng. Phương pháp mới của các nhà khoa học tại ĐHTH Rice đã giải quyết vấn đề này bằng cách chuyển bản thân màng lọc thành một phần tử gia nhiệt sử dụng năng lượng Mặt Trời.

Các nhà khoa học đã phủ lớp trên của màng lọc bằng một lớp hạt nano chất dẻo rẻ tiền và sẵn có trên thị trường, có khả năng chuyển đổi hơn 80% năng lượng Mặt Trời thành nhiệt. Bí quyết của công nghệ mới này là các hạt nano được thiết kế để tập trung ánh nắng Mặt Trời vào các “điểm nóng”, tương tự như những thấu kính tập trung ánh sáng vào 1 điểm, nhờ đó tăng gấp bội áp suất hơi nước. áp suất tăng khiến cho hơi nước đã tách muối đi qua màng lọc nhiều hơn và trong thời gian ngắn hơn.

Các nhà khoa học dự định sẽ nâng cấp công nghệ mới để ứng dụng ở những khu vực xa xôi hẻo lánh và không được tiếp cận nguồn điện.

Hiện nay, tình trạng khan hiếm nước đã trở thành hiện thực hàng ngày đối với khoảng một nửa dân số trên thế giới. Những hệ thống khử muối bằng năng lượng Mặt Trời với hiệu suất cao như trên có thể giúp thay đổi tình trạng này.

Ngoài việc khử muối của nước biển, hiệu ứng thấu kính nói trên cũng có thể được áp dụng để cải thiện các công nghệ sử dụng năng lượng Mặt Trời trong các phản ứng hóa học, ví dụ các phản ứng quang xúc tác.

Các nhà khoa học tại ĐHTH Rice đang phát triển các hạt nano tương tự với thành phần chính là đồng để chuyển đổi amoniăc thành nhiên liệu hydro ở áp suất môi trường xung quanh.

LH

Theo ScienceDaily, 6/2019