Парогенератор из углерода

Студенты машиностроительного факультета Массачусетского технологического института заявили о создании новой губчатой структуры, позволяющей при помощи солнечного света преобразовывать воду в пар. При этом новый парогенератор способен работать при значительно более низкой солнечной активности, чем все его предшественники. Изготовлен опытный образец парогенератора из графитовых хлопьев и углеродной пены и способен до 85 процентов получаемой солнечной энергии конвертировать в пар. Данный пенокомпозит - высокопористый углеродный изоляционный материал, его плотность меньше плотности воды, благодаря чему он плавает на поверхности, принимает солнечную энергию и испаряет жидкости в виде пара. Также данная губка теряет очень мало тепла в процессе испарения и способна производить пар при очень низкой солнечной активности.

                После ряда экспериментов студенты пришли к выводу, что наилучшим теплоизолятором, позволяющим увеличить коэффициент полезного действия парогененратора, является терморасширенный графит, получаемый из порошкового графита путем резкого термоудара, что приводит к вспучиванию графита и образованию хлопьев с очень малой насыпной плотностью.

                В результате чего ученые получили очень проницаемый верхний слой. Нижний слой, состоящий из углеродной пены, содержит большое количество воздушных полостей, что позволяет материалу удерживаться на плаву и является термоизоляционным слоем позволяющим аккумулировать полученное тепло. Также высокая пористость пены позволяет воде при появлении тепла подниматься к веру слоя благодаря капиллярному эффекту, что является ключевым для данного парогенератора.

                При нагревании пеноуглеродной поверхности, образовывается перепад температур и перепад давлений, благодаря чему вода впитывается в пеноуглерод и поадется в слой терморасширенного графита. После впитывания воды графитовый слой, благодаря сосредоточенному в нем теплу, вода преобразовывается в пар.

                Создание таких парогенераторов относительно дешевый и не сложный процесс, благодаря низкой стоимости компонентов, основой для которых служит терморасширенный графит получаемый из порошка графита. Благодаря открытию юных ученых стало возможным изготовление недорогих и компактных паровых генераторов.

                Кроме того, такой принцип работы возможен для систем опреснения воды, систем стерилизации и систем гигиены, что очень актуально для районов, где солнце является единственным источником энергии, а пресная вода отсутствует либо труднодоступна .

                Все подробности данного исследования были опубликованы в журнале Nature Communications