Випаровування - це процес, за допомогою якого речовина переходить з рідкого стану в газоподібний. Як правило, випаровування є наслідком нагрівання речовини до певної температури. Саме завдяки випаровуванню на Землі підтримується кругообіг води, і випарником в даному випадку виступає Сонце. Масштаби енергії, яка витрачається на процес випаровування по всій планеті, насправді дуже великі, хоч ми в повсякденному житті і не помічаємо цього.
За словами Озгур Сахіна (Ozgur Sahin) і його колег з Колумбійського університету, вода, яка випаровується з усіх річок, озер і гребель на території сучасних США (за винятком Великих озер) може забезпечити до 2,85 мільйона мегават-годин електроенергії на рік. Для порівняння, це еквівалентно двом третім електроенергії, виробленої в усіх штатах США за 2015 год! І це при тому, що в 15 з 47 штатів потенційна потужність електростанцій перевищує реальний попит на енергію.
Двигуни майбутнього: вся справа в воді
Дослідники пропонують встановити на прісноводних водоймах двигуни, які не тільки виробляли б електроенергію, а й удвічі зменшили б інтенсивність самого випаровування, що в багатьох ситуаціях дозволило б зберегти величезні запаси питної води. Однак подібна технологія передбачає, що водний масив буде накритий поглинають панелями - що вкрай небажано. Для початку, втім, необхідно побудувати сам випарний двигун, але тут вчені вже продемонстрували всю міць науки і створили кілька мініатюрних, але цілком робочих прототипів установки.
Тестові двигуни засновані на матеріалах, які при висиханні стискуються - наприклад, в конструкції задіяна стрічка, покрита бактеріальними спорами. Втрачаючи воду, суперечки зсихається і стискаються, скорочуючи при цьому стрічку. Сахін порівнює принцип роботи цієї конструкції з м'язовою системою, пояснюючи, що мікроскопічні суперечки можуть натягувати стрічку з досить великою силою. Щоб уникнути забруднення грунту через багаторазове вимочування і достатку хімічних речовин, прототипи регулюють свою роботу в залежності від зміни загального рівня вологості. Наприклад, в одній з версій двигуна «м'яз» розташована трохи вище водного шару. Коли випаровується волога піднімається вгору, то стрічки, натягнуті за принципом жалюзі, розправляються і створюють щілини, завдяки яким в них надходить повітря і допомагає стрічок знову висохнути і уникнути перезволоження.
Переваги та недоліки винаходи
Наукове співтовариство згідно з тим, що потенціал цього винаходу величезний. На сьогоднішній день основні проблеми полягають в його використанні. Кен Калдейра з Інституту Карнегі з науки в Стенфорді, штат Каліфорнія, сумнівається, що можна ефективно перетворити енергію випаровування в електричну енергію. На його думку, промислова розробка двигунів в тій мірі, коли їх виробництво стане масовим, а використання - повсюдним, є надзвичайно трудомістким завданням.
Основним конкурентом нових двигунів виступають добре знайомі всім сонячні батареї, оскільки все більш поширеним явищем для плавучих сонячних ферм є їх розміщення на водосховищах. Однак випарні двигуни можуть бути виготовлені з дешевих біоматеріалів, які легше утилізувати, ніж сонячні батареї - а це важливо.
Якщо технологія набуде поширення, то її використання вплине і на мікроклімат за рахунок зміни ступеня випаровування води. Але це буде мати хоч якесь значення лише в тому випадку, якщо площа закритої поверхні складе 250 000 км2 і більше. Втім, коли мова йде про таких масштабах, то будь-яка енергетична установка, якою б екологічно чистої вона не була, буде впливати на навколишнє середовище. Більш того, в дощових районах, де часті опади викликають безліч проблем, зниження інтенсивності випаровування води буде вкрай корисним.
Джерело: Популярна Механіка
