مهندسین دانشگاه مریلند دریافتند که انواع متخلخل چوب از درختانی مانند صنوبر و کاج می توانند بهره وری از تبدیل آب به بخار را در زیر نور آفتاب افزایش دهند. این یافته ها ، که در 15 نوامبر در مجله ژول منتشر شد ، می تواند در یک دستگاه تخریب پذیر ساده و ارزان برای تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرد.

"من فکر می کنم بسیاری، بسیاری از مواد است که می تواند در تولید بخار خورشیدی استفاده می شود وجود دارد، اما چوب واقعا خارج از غرفه از نظر عملکرد و همچنین هزینه، می گوید:" نویسنده ارشد Liangbing هو، دانشیار علوم مواد و مهندسی در A. دانشکده مهندسی جیمز کلارک و موسسه نوآوری انرژی دانشگاه مریلند.

مردم هزاران سال است که از انرژی خورشید برای تصفیه آب استفاده می کنند ، اما با توجه به کمبود آب شیرین که در بسیاری از مناطق با آن روبرو هستیم ، علاقه زیادی به توسعه فناوری هایی وجود دارد که از این تکنیک ساده برای رفع نیاز جهانی آب آشامیدنی استفاده می کنند. این فرایند ، "تولید بخار خورشیدی" نامیده می شود که شامل جاری شدن آب از طریق ماده یا وسیله ای است که در اثر نور خورشید گرم می شود. آب در بخار تبخیر می شود و نمک و آلاینده ها را پشت سر می گذارد.

در حالی که می توان از مواد مختلفی از جمله نانو لوله های گرافیتی و مس استفاده کرد ، هو و تیم وی دریافتند چوب موثر است اما همه انواع چوب با هم برابر نیستند. از بین گونه هایی که آنها ارزیابی کردند ، انواع متخلخل مانند کاج و صنوبر کارآمدتر بودند. آنها مشاهده كردند كه گونه هاي متراكم تر ، مانند چوب سخت چوب گرمسيري گرمسيري ، بخار را با سرعت آهسته تري توليد مي كنند زيرا تعداد منافذ كمتري دارند كه از طريق آن آب مي توانند از آن عبور كنند. او می گوید: "در مورد ما ، شما فقط یک تکه چوب را می گیرید و سطح را می سوزانید. این همان است."

تصویر میکروسکوپی از چوب کاج ، خواص متخلخل آن را نشان می دهد. اعتبار: هو آزمایشگاه / دانشگاه مریلند
هو و تیم وی در حال کشف انواع مختلف چوب به عنوان دستگاههای تولید بخار خورشیدی هستند. آنها راندمان تولید بخار خورشیدی بلوک های چوبی را با طیف وسیعی از تراکم آزمایش کردند که هر یک اندازه کف دست و فقط 1 یا 2 میلی متر ضخامت دارد. برای تیره تر کردن چوب ، تا بتواند گرمای خورشید را بهتر جذب کند ، بالای هر بلوک کربن (سوزانده شده) قرار گرفتند ، و سپس سرعت آن را اندازه گرفتند که در آن آب که از طریق چوب عبور می کند به بخار تبدیل می شود. آنها دریافتند که عناصر سازه چوب باعث تسهیل روند کار شده و منافذ میکروسکوپی و کانالهای بزرگتر اجازه می دهند آب به سرعت و به طور مداوم به سمت سطح گرم خورشید جریان یابد.

محققان معتقدند که همین عناصر ساختاری چوب را به ماده ای برتر برای تولید آب شیرین تمیز از آب دریا تبدیل می کنند. یک مشکل شایع در مورد مواد دیگر این است که با تبخیر آب ، رسوبات نمکی در داخل دستگاه شروع به ساخت می کنند که مسیر آب را به سمت بالا مسدود کرده و از تبخیر بیشتر جلوگیری می کند. از آنجایی که کانال های داخل چوب مستقیم و پایین می باشد ، رسوبات نمک می توانند به راحتی در آبهای زیر حل شوند بدون اینکه مسیری را مسدود کنند.

هو معتقد است چوب متخلخل پتانسیل ایجاد آب شیرین را در مقیاس وسیعی در آینده نزدیک دارد. وی پیش بینی می کند دستگاه های تولید بخار خورشیدی چوبی در کارخانه های تصفیه آب در مناطق با آب نمک و آفتاب فراوان از کالیفرنیا تا سنگاپور تا عربستان سعودی مورد استفاده قرار می گیرند.

هو می گوید: "ما در تلاش هستیم تا این فناوری را برای استفاده به عنوان یک محصول ، در نهایت ، برای رفع مشکلات آب با راندمان بالا سوق دهیم."