Dolar 13,6691
Euro 15,5360
Altın 784,58
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Günün Her Saatinde Atmosferden Taze İçme Suyu Hasadı

24.06.2021
79
Günün Her Saatinde Atmosferden Taze İçme Suyu Hasadı

Bir ETH Zürih binasının tepesindeki pilot kondansatör. Kredi: ETH Zürih / Iwan Hächler

Tatlı su dünyanın birçok yerinde kıttır ve büyük masraflarla elde edilmelidir. Okyanusa yakın topluluklar bu amaçla deniz suyunu tuzdan arındırabilir, ancak bunu yapmak büyük miktarda enerji gerektirir. Kıyıdan daha uzakta, pratikte genellikle geriye kalan tek seçenek, ya benzer şekilde yüksek enerji girdisi gerektiren işlemler yoluyla ya da gündüz ve gece arasındaki sıcaklık dalgalanmasından yararlanan “pasif” teknolojiler kullanarak, atmosferik nemi soğutma yoluyla yoğunlaştırmaktır. Bununla birlikte, çiy toplayan folyolar gibi mevcut pasif teknolojilerle, su yalnızca geceleri çıkarılabilir. Bunun nedeni, güneşin gün boyunca folyoları ısıtması ve bu da yoğuşmayı imkansız hale getirmesidir.

Kendinden soğutma ve radyasyondan korunma

ETH Zürih’teki araştırmacılar şimdi, ilk kez, yakıcı güneşin altında bile enerji girişi olmadan 24 saat su toplamalarına izin veren bir teknoloji geliştirdiler. Yeni cihaz, esas olarak, hem güneş ışınımını yansıtan hem de kendi ısısını atmosferden dış uzaya yayan özel olarak kaplanmış bir cam panelden oluşuyor. Böylece kendisini ortam sıcaklığının 15 santigrat derece (59 derece Fahrenheit) altına kadar soğutur. Bu bölmenin alt tarafında havadaki su buharı yoğunlaşarak suya dönüşür. İşlem, kışın kötü yalıtılmış pencerelerde gözlemlenenle aynıdır.

Bilim adamları, camı özel olarak tasarlanmış polimer ve gümüş katmanlarla kapladı. Bu özel kaplama yaklaşımı, camın atmosfer tarafından soğurulmadan veya cama geri yansıma olmadan, belirli bir dalga boyunda pencereden uzaya kızılötesi radyasyon yaymasına neden olur. Cihazın bir diğer önemli unsuru, yeni bir koni şeklindeki radyasyon kalkanıdır. Atmosferden gelen ısı radyasyonunu büyük ölçüde saptırır ve bölmeyi gelen güneş radyasyonundan korurken, cihazın yukarıda belirtilen ısıyı dışarıya yaymasına ve böylece tamamen pasif olarak kendi kendini soğutmasına izin verir.

Teorik optimuma yakın

Zürih’teki bir ETH binasının çatısında gerçek dünya koşulları altında yeni cihazın testlerinin gösterdiği gibi, yeni teknoloji, folyolara dayalı mevcut en iyi pasif teknolojilere göre günde alan başına en az iki kat daha fazla su üretebilir: küçük pilot 10 santimetre cam çapına sahip sistem, gerçek dünya koşullarında günde 4,6 mililitre su verdi. Daha büyük bölmelere sahip daha büyük cihazlar buna göre daha fazla su üretecektir. Bilim adamları, ideal koşullar altında, saatte bir metre kare panel yüzeyi başına 0,53 desilitreye (yaklaşık 1,8 sıvı ons) kadar su toplayabildiklerini gösterebildiler. Iwan Hächler, “Bu, fiziksel olarak aşılması imkansız olan, saatte 0,6 desilitre (2,03 ons) teorik maksimum değere yakındır” diyor. ETH Zürih’te Termodinamik Profesörü olan Dimos Poulikakos’un grubunda doktora öğrencisidir.

Diğer teknolojiler genellikle yoğunlaştırılmış suyun bir yüzeyden silinmesini gerektirir ve bu da enerji gerektirir. Bu adım olmadan, yoğunlaşan suyun önemli bir kısmı yüzeye yapışacak ve daha fazla yoğuşmayı engellerken kullanılamaz halde kalacaktır. ETH Zürih araştırmacıları, su yoğunlaştırıcılarında bölmenin alt tarafına yeni bir süperhidrofobik (son derece su itici) kaplama uyguladılar. Bu, yoğunlaşan suyun kendiliğinden yükselmesine ve akmasına veya sıçramasına neden olur. Hächler, “Diğer teknolojilerin aksine, bizimki gerçekten herhangi bir ek enerji olmadan çalışabilir, bu da önemli bir avantaj” dedi.

Araştırmacıların amacı, su kıtlığı olan ülkeler ve özellikle gelişmekte olan ve yükselen ülkeler için bir teknoloji geliştirmekti. Şimdi, diğer bilim adamlarının bu teknolojiyi daha da geliştirme veya verimlerini artırmak için su tuzdan arındırma gibi diğer yöntemlerle birleştirme fırsatına sahip olduklarını söylüyorlar. Kaplamalı panellerin üretimi nispeten basittir ve mevcut pilot sistemden daha büyük su kondansatörleri inşa etmek mümkün olmalıdır. Güneş pillerinin yan yana yerleştirilmiş birkaç modül içermesine benzer şekilde, birkaç su kondansatörü de büyük ölçekli bir sistemi bir araya getirmek için yan yana yerleştirilebilir.

Referans: Haechler I, Park H, Schnoering G, Gulich T, Rohner M, Tripathy A, Milionis A, Schutzius TM, Poulikakos D, 23 Haziran 2021, “Atmosferden kesintisiz 24 saat su toplama için radyasyonlu soğutmadan yararlanma”, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126 / sciadv.abf3978

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.