Drijvende zonnedampspons
Eigenlijk is het bijna niet te geloven, hoe gemakkelijk het is om stoom te maken uit zonne-energie. Er komen praktisch geen mechanica, geen elektronica, geen elektrotechniek, geen zonnecellen en ook geen fossiele brandstoffen aan te pas. Een super simpele constructie uit spons, een zwarte oppervlakte en bubbeltjesplastic en klaar is de zongestookte stoommachine.
Eigenlijk is het bijna niet te geloven, hoe gemakkelijk het is om stoom te maken uit zonne-energie. Er komen praktisch geen mechanica, geen elektronica, geen elektrotechniek, geen zonnecellen en ook geen fossiele brandstoffen aan te pas. Een super simpele constructie uit spons, een zwarte oppervlakte en bubbeltjesplastic en klaar is de zongestookte stoommachine.
Creativiteit en outside-the-box-denken zijn absoluut onmisbare ingrediënten om op ideeën te komen, die eigenlijk voor de hand liggen, maar waar toch nog nooit iemand aan heeft gedacht. Al twee jaar geleden hebben de onderzoekers een systeem gebouwd dat bestaat uit een poreus materiaal, een soort koolstofschuim. Deze laag zuigt zich vol met water en gebruikt het licht dat op de oppervlakte valt voor 85%, om het in de poriën opgesloten water te verwarmen tot 100 °C en te laten verdampen. Omdat er geen bewegende delen aan te pas komen, kunnen we hier in principe heel gemakkelijk bijvoorbeeld zeewater ontzilten zonder fossiele energie te verspillen en zonder dat de installatie veel onderhoud nodig heeft. Hiervoor moest het zonlicht echter wel met een factor tien worden geconcentreerd.
De zonnedampspons drijft op water. MIT-student George Ni houdt het vat vast. Foto: MIT
De onderzoekers waren daar niet tevreden mee en ze knutselden een oplossing die zonder high-tech-materialen en helemaal zonder concentratoren zoals spiegels of lenzen werkt. Ze namen in overweging dat een zwarte oppervlakte zonlicht weliswaar heel goed omzet in warmte, maar ook weer een groot deel van de warmte afstraalt. Dus gebruiken ze een afdeklaag van een bekend materiaal dat het zichtbare licht goed absorbeert maar weinig IR-straling uitzendt. Maar ook dat was nog niet voldoende, want de hete oppervlakte verloor nog steeds te veel energie door convectie en wind. De zestienjarige dochter van één van de onderzoekers vond hiervoor een oplossing: ze experimenteerde voor een schoolproject met de warmte-eigenschappen van bubbeltjesplastic dat normaal gesproken gebruikt wordt als verpakkingsmateriaal. De onderzoekers waren in het begin sceptisch, maar het bubbeltjesplastic kon de warmte op het donkere oppervlak goed isoleren en liet wel voldoende licht door. Op het grensvlak van het zwarte sponzige materiaal bereikt het door de onderste spons aangezogen water, ook bij normale weersomstandigheden, gemakkelijk een temperatuur van 100 °C en het verdampt. Het rendement van de stoomproductie is weliswaar niet meer dan 20%, maar de constructie is heel goedkoop en super simpel.
Creativiteit en outside-the-box-denken zijn absoluut onmisbare ingrediënten om op ideeën te komen, die eigenlijk voor de hand liggen, maar waar toch nog nooit iemand aan heeft gedacht. Al twee jaar geleden hebben de onderzoekers een systeem gebouwd dat bestaat uit een poreus materiaal, een soort koolstofschuim. Deze laag zuigt zich vol met water en gebruikt het licht dat op de oppervlakte valt voor 85%, om het in de poriën opgesloten water te verwarmen tot 100 °C en te laten verdampen. Omdat er geen bewegende delen aan te pas komen, kunnen we hier in principe heel gemakkelijk bijvoorbeeld zeewater ontzilten zonder fossiele energie te verspillen en zonder dat de installatie veel onderhoud nodig heeft. Hiervoor moest het zonlicht echter wel met een factor tien worden geconcentreerd.
De zonnedampspons drijft op water. MIT-student George Ni houdt het vat vast. Foto: MIT
De onderzoekers waren daar niet tevreden mee en ze knutselden een oplossing die zonder high-tech-materialen en helemaal zonder concentratoren zoals spiegels of lenzen werkt. Ze namen in overweging dat een zwarte oppervlakte zonlicht weliswaar heel goed omzet in warmte, maar ook weer een groot deel van de warmte afstraalt. Dus gebruiken ze een afdeklaag van een bekend materiaal dat het zichtbare licht goed absorbeert maar weinig IR-straling uitzendt. Maar ook dat was nog niet voldoende, want de hete oppervlakte verloor nog steeds te veel energie door convectie en wind. De zestienjarige dochter van één van de onderzoekers vond hiervoor een oplossing: ze experimenteerde voor een schoolproject met de warmte-eigenschappen van bubbeltjesplastic dat normaal gesproken gebruikt wordt als verpakkingsmateriaal. De onderzoekers waren in het begin sceptisch, maar het bubbeltjesplastic kon de warmte op het donkere oppervlak goed isoleren en liet wel voldoende licht door. Op het grensvlak van het zwarte sponzige materiaal bereikt het door de onderste spons aangezogen water, ook bij normale weersomstandigheden, gemakkelijk een temperatuur van 100 °C en het verdampt. Het rendement van de stoomproductie is weliswaar niet meer dan 20%, maar de constructie is heel goedkoop en super simpel.
