Παραγωγή ατμού χωρίς βραστό νερό
Ερευνητές κατάφεραν να παράξουν ατμό μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα, με μια επαναστατική τεχνική. Αυτό που έκαναν, ήταν να εστιάσουν το φως του ήλιου πάνω σε μεταλλικά νανοσωματίδια ανακατεμένα στο νερό. Η διαδικασία διαρκεί από 5 μέχρι 20 δευτερόλεπτα και καθιστά δυνατή την παραγωγή ατμού ακόμη και από παγωμένο νερό ή σε αρκτικό περιβάλλον.
Η επικεφαλής της σχετικής έρευνα, Ναόμι Χάλας πιστεύει ότι η μέθοδος θα μπορούσε να φανεί χρήσιμη σε διάφορες υγειονομικές εφαρμογές (πχ. για αποστείρωση) ή για τον καθαρισμό του νερού, ιδίως στις πιο φτωχές χώρες, όπου δεν υπάρχουν ούτε ρεύμα, ούτε ξύλα για κάψιμο.
Επιπλέον, μελλοντικά θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού, αλλά και σε υβριδικά συστήματα ψύξης και θέρμανσης, που τη μέρα θα χρησιμοποιούν ηλιακό φως και ατμό, ενώ το βράδυ ηλεκτρισμό.
Η διαδικασία της μεθόδου είναι η εξής: Αρχικά, πάνω στα νανοσωματίδια (σφαιρίδια διοξειδίου του πυριτίου επικαλυμμένα με άνθρακα ή χρυσό) εστιάζεται το ηλιακό φως μέσω ενός φακού. Τα νανοσωματίδια θερμαίνονται εξαιρετικά γρήγορα και εξατμίζουν αμέσως το νερό, μέσα στο οποίο βρίσκονται, παράγοντας υδρατμούς.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η συνολική ενεργειακή αποδοτικότητα της νέας τεχνολογίας είναι της τάξης του 24%, έναντι περίπου 15% των φωτοβολταϊκών. Μάλιστα, οι ερευνητές αισιοδοξούν ότι η τεχνική τους μπορεί να βελτιωθεί κι άλλο και συνεπώς να αυξηθεί περαιτέρω η ενεργειακή αποδοτικότητά της.
«Από τη θέρμανση του νερού σε μακροκλίμακα, καταφέραμε να κάνουμε το ίδιο σε νανοκλίμακα», σημείωσε η Ναόμι Χάλας και συμπλήρωσε: «Τα σωματίδιά μας είναι πολύ μικρά -πιο μικρά και από το μήκος κύματος του φωτός- έχοντας έτσι τρομερά μικρή επιφάνεια, οπότε δεν διαφεύγει πολλή θερμότητα. Με αυτό τον τρόπο, ο ατμός παράγεται τοπικά, πάνω στην ίδια την επιφάνεια του νανοσωματιδίου». Όπως τόνισε, «δεν αλλάζουμε κανέναν από τους νόμους της θερμοδυναμικής, απλώς βράζουμε νερό με ένα ριζικά διαφορετικό τρόπο».
Ο ατμός είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα βιομηχανικά ρευστά. Περίπου το 90% του ηλεκτρισμού παράγεται από ατμό, ο οποίος έχει πολλές άλλες εφαρμογές, όπως για την αποστείρωση ιατρικών εργαλείων και αποβλήτων, για το μαγείρεμα κ.α.
Το μεγαλύτερο μέρος του βιομηχανικού ατμού παράγεται σε μεγάλους ατμολέβητες. Η νέα τεχνολογία του «ηλιακού ατμού» μπορεί να επιτρέψει την οικονομική παραγωγή του ατμού σε πολύ μικρότερη πλέον βιομηχανική κλίμακα. Σύμφωνα με τη Χάλας, είναι δυνατό να κατασκευασθεί ακόμα και μια φορητή ηλεκτρογεννήτρια ατμού που θα δουλεύει με το φως του ήλιου.
Αν καταστεί εφικτό η τεχνολογία να εφαρμοστεί όντως σε βιομηχανική κλίμακα, τότε θα πρόκειται για μια σημαντική εξέλιξη στον τομέα της ηλιακής-ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμα, η τεχνική θα μπορούσε να τροποποιηθεί έτσι ώστε η θερμαντική ενεργειακή πηγή να μην είναι το φως του ήλιου, αλλά κάποια άλλη (γεωθερμική ενέργεια, βιολογική κ.α.).
