利用阳光和盐水打造无需电力的冷却系统

科学原理 2022-04-22

  据外媒报道,世界上有许多地方缺乏基础设施,但却光照强烈……这使得建筑物热得令人不舒服。一个新的系统可能会有所帮助,因为它利用阳光和盐水的组合–但不需要电力–来产生冷却效果。

  目前阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科学家正在开发该实验装置,其利用了一种自然的”相变”现象,当盐的晶体在水中溶解时,能量被吸收。这意味着,如果在温水中加入盐,水会随着盐的溶解而迅速冷却。

  研究人员在对不同类型的盐进行了一些实验后,发现一种被称为硝酸铵的盐效果最好。主要是因为它极易溶于水,其冷却能力是次好的盐–氯化铵的四倍。作为一个额外的好处,硝酸铵已经被广泛用于化肥,而且价格相当便宜。

  除了用于建筑物的冷却系统,该系统还可以用于冷藏食品。在实验室测试中,添加了硝酸铵的水被放置在一个金属杯中,而这个金属杯又被放在一个密封的聚苯乙烯泡沫箱中。随着盐的溶解和水的冷却,杯子的温度在大约20分钟内从室温(约25 oC)下降到3.6 oC。它继续保持在15 oC以下超过15个小时。

  此外,一旦所有的盐都溶解了,就用太阳能加热来蒸发水。盐以晶体的形式留在杯子上–然后这些晶体可以被收集并在冷却系统中重新使用。虽然让水在干旱的环境中蒸发可能看起来很浪费,但如果利用太阳能蒸馏器,大部分的水可以被回收和再利用。

  由王鹏教授领导的研究论文最近发表在《能源与环境科学》杂志上。