ผลิตไอน้ำด้วยแสงอาทิตย์ โดยไม่ต้องต้มน้ำให้เดือด

By: mementototem
Writer
on Sat, 01/12/2012 - 16:43

ไอน้ำจะเกิดขึ้นเมื่อของเหลวได้รับความร้อนจนถึงจุดเดือด นักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่ม จึงมุ่งที่จะหาวิธีในการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของของเหลวให้นำความร้อน และเดือดเร็วขึ้น แต่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Rice ได้ใช้วิธีที่ต่างออกไป โดยใช้อนุภาคนาโนในการผลิตไอน้ำ โดยที่ไม่ต้องต้มของเหลวนั้นให้เดือด

เทคนิคนี้ทำโดยการใส่อนุภาคนาโนจำนวนมากลงไปในของเหลว เมื่ออนุภาคนาโนได้รับแสงอาทิตย์ประมาณ 5 - 20 วินาที อุณภูมิของมันจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อถึง 100°C จะมีไอน้ำเกิดขึ้นบริเวณพื้นผิวเล็ก ๆ ของอนุภาคแต่ละชิ้น แล้วลอยขึ้นสู่ผิวน้ำกลายเป็นไอน้ำ

เพราะฟังแล้วขัดกับความรู้สึก ทาง Rice จึงได้แสดงการทดลองโดย แช่หลอดที่บรรจุน้ำ และอนุภาคนาโนไว้ในน้ำเย็นจัด และใช้เลนส์รวมแสงส่องไปยังหลอดทดลองนั้น จนมีไอน้ำเกิดขึ้น โดยที่น้ำแข็ง และน้ำรอบ ๆ ยังเย็นอยู่เหมือนเดิม

ในด้านประสิทธิภาพ อนุภาคนาโนจะดูดซับแสงประมาณ 82% มาใช้ในการผลิตไอน้ำ แต่มีประสิทธิภาพโดยรวมอยู่ที่ 24% โดยไม่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพใด ๆ ส่วนการใช้แสงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพอยู่ที่ 15%

แม้ว่าประสิทธิภาพโดยรวม และแรงดันที่ไม่มากพอในการผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่งานวิจัยนี้มุ่งเน้นในการใช้แสงอาทิตย์ในการเตรียม/ปรุงอาหาร ทำความสะอาด และฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์ การบำบัดน้ำเสีย และการทำน้ำให้บริสุทธิ์ ในพื้นที่ที่ห่างไกล รวมถึงการผลิตไอน้ำสำหรับใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม และการกลั่นแอลกอฮอล์

ส่วนแนวทางปรับปรุงประสิทธิภาพที่ทางนักวิจัยคิดไว้ คือ หาอนุภาคที่ตอบสนองต่อความยาวคลื่นแสงจากดวงอาทิตย์ที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน ACS Nano DOI: 10.1021/nn304948h (อ่านฟรี)

ที่มา: Phys.org

แผนผังระบบสร้างไอน้ำจากแสงอาทิตย์ด้วยอนุภาคนาโน

7 Comments

mementototem's picture

นึกถึงจอร์จ และซาร่า กับหมอนึ่งพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นมาทันใด เพียงแค่เอาส่วนผสมทั้งหมดนี้ใส่ลงไปในอุปกรณ์ชิ้นนี้ แล้วเอาไปตั้งกลางแดด เพียงเท่านี้ อาหารแสนอร่อยก็พร้อมรับประทาน

ป.ล. ชอบคำพูดนี้จัง "We're not changing any of the laws of thermodynamics, we're just boiling water in a radically different way." - Naomi J. Halas, Rice University

-Rookies-'s picture

วิธีคิดน่าสนใจมาก ว่าแต่อนุภาคนาโนที่ว่ามันจะแพงขนาดไหน?

mementototem's picture

ผมก็ไม่รู้นะ แต่เรามี ผงซักฟอกซิลเวอร์นาโน ขายทั่วไปนะครับ

hisoft's picture

สุดยอดครับ แค่ตากแดดก็สร้างแรงดันได้

แต่เอาเข้าจริง การที่มันกลายเป็นไอที่อุณหภูมิต่ำ จะทำให้มันควบแน่นกลับเป็นน้ำได้ง่ายมาก ๆ หรือเปล่า ยิ่งถ้าเราพยายามจะขับเคลื่อนอะไรด้วยแรงดันของมันก็กลายเป็นบีบให้มันกลับสถานะของเหลวแทน

The Phantom Thief

mementototem's picture

งานวิจัยนี้ไม่สนใจเรื่องแรงดันอยู่แล้วครับ เขาต้องการใช้ประโยชน์จากไอน้ำ และความร้อนของไอน้ำ แต่ก็มีแอบหวังว่าจะพัฒนาให้สร้างไอน้ำแรงดันสูงได้ครับ

virusfowl's picture
  • อุณภูมิของมันจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว << อุณหภูมิ