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新的太阳能蒸汽系统可以帮助25亿人

时间：2022-04-02 10:18:11 来源：

一种新的杀菌系统使用纳米材料将阳光中80％的能量转化为热量，对于超过25亿缺乏适当卫生设施的人们来说，这可能是福音。

这项技术在《美国国家科学院院刊》的早期版本中进行了在线描述，它提供了两种方法将太阳能蒸汽用于灭菌：一种用于清洁医疗器械的装置，另一种用于对人类废物进行消毒的装置。

赖斯大学纳米光子学实验室（LANP）主任内奥米·哈拉斯（Naomi Halas）说：“如果没有可靠的电力，卫生和灭菌是巨大的障碍。”“太阳能将太阳光直接转化为蒸汽的效率开创了离网灭菌的新可能性，而如今这些技术已不复存在。”

在去年的一项研究中，Halas及其同事表明，“太阳能蒸汽”在将太阳能直接转化为热量方面非常有效，甚至可以从冰水中产生蒸汽。

她说：“它直接从阳光中产生蒸汽。”“这意味着即使在水沸腾之前，蒸汽也会立即形成。”

PNAS研究的主要作者莱斯大学的研究生Oara Neumann在LANP上创建了捕光纳米颗粒，从而获得了太阳蒸汽的效率。

诺伊曼（Neumann）创造了一种纳米壳，可以将包括可见光和不可见光在内的各种阳光直接转化为热量。

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当浸入水中并暴露在阳光下时，颗粒加热得如此之快，以至于它们立即蒸发水并产生蒸汽。该技术的整体能源效率为24％。相比之下，光伏太阳能电池板的整体能源效率通常约为15％。

在测试的高压灭菌器中使用时，蒸汽产生的热量和压力不仅足以杀死活的微生物，而且足以杀死孢子和病毒。在这项研究中，标准的灭菌测试表明，太阳能蒸汽高压釜甚至可以杀死最耐热的微生物。

“该过程非常有效，” Neumann说。“我们需要创建一个系统来处理四口之家的浪费，每周仅需进行两次处理，而我们在本文中报道的高压灭菌器设置可以做到这一点。”

研究人员希望在肯尼亚的三个地点进行太阳能蒸汽消毒器的首次现场测试。

哈拉斯说：“环卫技术并不迷人，但它关系到25亿人的生死攸关。”“要真正做到这一点，您需要一种可以完全脱网，不是那么大，可以相对快速地运行，易于处理且没有危险组件的技术。

“我们的太阳能蒸汽系统具有所有这些，而且它是我们看到的唯一可以完全对废物进行消毒的技术。我等不及要看它在野外的表现了。”

该研究得到了比尔和梅琳达·盖茨基金会和韦尔奇基金会的支持。

通过。赖斯大学的贾德·博伊德·赖斯


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