Det ligner ikke noget særligt, billedet som forskere fra det ansete teknologiske universitet MIT i Massachusetts, USA, har offentliggjort af deres opfindelse: Noget i retning af et bøjet spejl og en plexiglasindkapsling sat over et kar. Det hele stillet op på taget af MIT’s bygning 1 på en klar efterårsdag i 2017.
Men den enkle konstruktion er netop pointen. Den tilsyneladende primitive anordning producerede over en periode på tre en halv time vanddamp på omkring 130 grader celcius på basis af ferskvandet i karret.
Senere forsøg viste, at systemet også kunne behandle saltvand uden at tage skade, og dermed mener forskerne at have vist mindst to mulige anvendelser af metoden:
Dampsterilisation af medicinsk udstyr og produktion af drikkevand på basis af havvand. Begge dele uden kompliceret udstyr eller avanceret optik og dermed relevant også i øde og mindre udviklede områder.
Et passivt og enkelt system
»Det er et fuldstændigt passivt system – du sætter det bare ud, hvor det kan optage sollys,« siger Thomas Cooper, der er adjunkt i mekanisk teknologi ved York University og stod i spidsen for projektet som postdoc på MIT.
»Du kunne skalere det op til noget, der kunne bruges i fjerne egne til at producere drikkevand til en familie eller sterilisere udstyr til en operationsstue,« siger han til MIT’s eget medie MIT News.
Forskerne kalder deres metode for en Contactless Solar Evaporation Structure (CSES), og i en ny artikel i tidsskriftet Nature Communications, beskriver de konstruktionen og resultaterne i detaljer.
Sandwich uden kontakt med vandet
Kort fortalt består dampgeneratoren af en ‘sandwich’ på størrelse med en tablet-computer, ophængt over en vandoverflade. Det øverste lag i sandwichen består af et metalkeramisk kompositmateriale, der effektivt optager solens kortbølgede stråler.
Det nederste lag består af et materiale, der effektivt udstråler varmen til vandet nedenunder i form af infrarøde stråler, som opvarmer vandet langt hurtigere end direkte sollys.
Den damp, der frigives af det opvarmede vand i karret, optages af sandwichen og ledes gennem dens midterste lag. Det består af et finmasket carbonmateriale – en form for skum fyldt med kanaler og porer – der optager solvarmen og yderligere opvarmer dampen. I forsøget på taget af MIT kom damptemperaturen her helt op på over 146 grader celcius.
Til sidst ledes den overophedede damp ud gennem et rør, hvor den kan udnyttes som damp eller kondenseres til f.eks. drikkevand.
Ophæng sikrer mod snavs fra vandet
Netop ophænget over vandoverfladen er en central pointe ved metoden, som er en forbedring af tidligere teknologier udviklet på MIT, hvor den dampgenererende enhed blot flød på overfladen og altså var i direkte kontakt med vandet.
Her var ulempen dels, at det var vanskeligt at tappe dampen fra systemet, men også at den direkte kontakt med vandets urenheder og salte efter nogen tid ødelagde dampgeneratoren.
»Med det nye design har vi løst problemet med tilstopning og aftapning,« siger Gang Chen, leder af MIT’s institut for mekanisk teknologi, til MIT News.
»Nu handler det om at forbedre og effektivisere systemet,« siger han.
