Podle slov autorů se nová metoda liší od jiných podobných použitím levných a poměrně neškodných nanočástic. Výsledky výzkumu byly zveřejněny v časopisech Renewable Energy a International Journal of Heat and Mass Transfer.

Sluneční generátory, které produkují elektrickou energii díky vypařování vody, jsou důležitou složkou mnoha systémů obnovitelné energetiky. Za perspektivní se považuje podle slov vědců schéma, v němž se spojují parní miniturbíny se slunečním odsolovačem mořské vody. Pro mnohé regiony světa jsou podobná kombinovaná zařízení důležitým zdrojem energie a vody pro zemědělství.

Vědci MIFI spolu se svými kolegy z Norska a Číny dokázali zvýšit efektivitu sluneční parní generace o 15 až 25 procent. Více páry než obyčejné vaření tekutiny může podle jejich slov generovat vaření za pomocí světla vodní suspenze nanočástic absorbujících světlo. Pro přidání vodě nových vlastností využili vědci nanočástice grafitu a oxidu železa.

„Efekt, který jsme prozkoumali, objevili na začátku tohoto století vědci z USA a Austrálie, ti se však omezili jen na laboratorní pokusy v malém rozsahu. Rozšířili jsme podstatně teoretický popis procesu a našli jsme způsob jeho průmyslového využití. Velkou předností našeho systému je, že nepoužíváme drahé nanočástice zlata a stříbra,“ oznámil vedoucí výzkumu, odborník Ústavu jaderné fyziky a technologií Národní výzkumné jaderné univerzity MIFI, profesor Univerzity aplikovaných věd Západního Norska Boris Balakin.

Podle slov autorů umožní nová metodika především rychleji odsolovat a dezinfikovat slanou nebo odpadovou vodu za využití jen koncentrovaného slunečního světla. Kromě toho může být tato technologie uplatněna ve fotodynamické terapii rakoviny a při vývoji systémů chlazení kosmické techniky, soudí vědci.

Prototyp generátoru vyvinutý pro uplatnění nové technologie zajistí podle slov jeho projektantů za ideálních podmínek výkon až pět kilowattů z plochy odpařování 200 centimetrů čtverečních, a skoro dvakrát menší s ohledem na povětrnostní podmínky.

Získané nanosuspenze grafitu a oxidu železa jsou přibližně 250krát levnější než zahraniční podobné technologie, v nichž se používají nanočástice zlata. Kromě toho nejsou tekutiny nanotoxické kvůli postupnému spojování nanočástic do mikronových rozměrů, podotýkají vědci. To znamená, že po speciálních biofyzikálních zkouškách bude nejspíše možné používat tuto vodu pro hospodářské potřeby bez dodatečného očisťování.

„Na výrobu nanosuspenzí používáme jemnodisperzní prášek grafitu a železa, které se rozmíchávají ve vodě pomocí ultrazvukového homogenizátoru. Prototyp, který jsme vyvinuli, zahrnuje sluneční koncentrátor, který sleduje automaticky putování Slunce po obloze v průběhu dne. Všechny prvky systému jsou ruské výroby,“ řekl Boris Balakin.

Jak vysvětlili vědci, pro zvýšení účinnosti zařízení se dá parní generátor nanosuspenze předběžně ohřát geotermálním teplem, odpadovým teplem podniků a datacenter anebo frikčním teplem větrných turbín. V budoucnu hodlají vědci vyvinout nové nanotekutiny a prototypy zařízení, která umožní zvýšit efektivitu různých systémů obnovitelné energetiky.