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Gerador de vapor solar produz água limpa com quase 100% de eficiência

Gerador de vapor solar produz água limpa com quase 100% de eficiência
O aumento de eficiência foi conseguido dobrando o material fototermal padrão conforme a técnica do origami. [Imagem: Seunghyun Hong et al. - 10.1021/acsami.8b07150]

Dessalinização solar

Mais uma vez buscando inspiração no origami, a arte japonesa de dobrar papel, pesquisadores desenvolveram um gerador de vapor solar que se aproxima de 100% de eficiência.

Geradores de vapor solar produzem água limpa capturando o calor do Sol, que é usado para evaporar a água do mar, deixando sais e outras impurezas para trás. Então, o vapor é coletado e condensado em água limpa.

Os geradores de vapor solares existentes contêm um material fototérmico plano, que produz calor a partir da luz absorvida. Embora esses dispositivos sejam bastante eficientes, eles ainda perdem energia pela dissipação de calor do material para o ar.

Peng Wang e seus colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita, melhoraram a eficiência energética remontando tridimensionalmente o material fototérmico. Eles basearam sua estrutura na técnica Miura do origami, que consiste em interligar paralelogramos para formar montanhas e vales, formando uma estrutura 3D.

O gerador de vapor solar foi fabricado depositando um composto de nanocarbono - absorvedor de luz - em uma membrana de celulose que foi estruturada com a dobragem Miura.

O dispositivo 3D apresentou uma taxa de evaporação 50% maior do que um dispositivo plano padrão. Além disso, a eficiência da estrutura 3D aproximou-se de 100%, em comparação com 71% para o material 2D.

Em comparação com a superfície plana, os vales do origami captam melhor a luz do Sol, de modo que menos dela se perde por reflexão. Além disso, o calor pode fluir dos vales para as montanhas mais frias, evaporando a água ao longo do caminho, em vez de se perder no ar.

Bibliografia:

Nature-Inspired, 3D Origami Solar Steam Generator toward Near Full Utilization of Solar Energy
Seunghyun Hong, Yusuf Shi, Renyuan Li, Chenlin Zhang, Yong Jin, Peng Wang
Applied Materials and Interfaces
Vol.: 10 (34), pp 28517-28524
DOI: 10.1021/acsami.8b07150




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