Origami inspira un generador de vapor solar altamente eficiente

- Dec 04, 2018-

Origami inspira generador de vapor solar altamente eficiente

El agua cubre la mayor parte del mundo, sin embargo, muchas regiones aún sufren de falta de agua potable limpia. Si los científicos pudieran convertir de manera eficiente y sostenible el agua de mar en agua limpia, se podría evitar una crisis mundial del agua. Ahora, inspirados por el origami, el arte japonés del plegado de papel, los investigadores han ideado un generador de vapor solar que se acerca al 100 por ciento de eficiencia para la producción de agua limpia. Informan sus resultados en ACS Applied Materials & Interfaces .

Los generadores solares de vapor producen agua limpia al convertir la energía del sol en calor, que evapora el agua de mar, dejando atrás las sales y otras impurezas. Luego, el vapor se recoge y se condensa en agua limpia. Los generadores de vapor solares existentes contienen un material fototérmico plano, que produce calor a partir de la luz absorbida. Aunque estos dispositivos son bastante eficientes, aún pierden energía por la disipación del calor del material al aire. Peng Wang y sus colegas se preguntaron si podrían mejorar la eficiencia energética diseñando un material fototérmico tridimensional. Basaron su estructura en el pliegue de origami de Miura, que consiste en paralelogramos entrelazados que forman "montañas" y "valles" dentro de la estructura 3D.

Los investigadores crearon su generador de vapor solar depositando un compuesto de nanocarbono que absorbe la luz sobre una membrana de celulosa que fue modelada con el pliegue de Miura. Descubrieron que su dispositivo 3D tenía una tasa de evaporación 50 por ciento más alta que un dispositivo 2D plano. Además, la eficiencia de la estructura 3D se acercó al 100 por ciento, en comparación con el 71 por ciento del material 2D. Los investigadores dicen que, en comparación con una superficie plana, los "valles" de origami capturan mejor la luz solar para que se pierda menos en la reflexión. Además, el calor puede fluir desde los valles hacia las "montañas" más frías, evaporando el agua a lo largo del camino en lugar de perderse en el aire.