太阳能蒸汽—创建离网太阳能消毒系统

赖斯大学的纳米技术研究人员最近创造了一种令人印象深刻的新型太阳能消毒系统，该系统能够将阳光中多达80％的能量转化为消毒热。研究人员认为，新的“太阳能蒸汽”消毒系统对于世界上许多贫困地区的人们可能具有巨大的实用性-为生活在这种情况下的人们提供一种廉价的消毒手段，并有助于改善卫生条件。

“研究人员展示了将太阳能蒸汽用于消毒的两种方法：一种用于清洁医疗器械的装置，另一种用于消毒人类废物的装置。”莱斯大学

莱斯大学纳米光子学实验室（LANP）的研究人员已经在新系统中牢记了两个特殊用途：清洁医疗器械和对人类废物进行消毒。

赖斯光子学的先驱Naomi Halas表示：“如果没有可靠的电力，卫生和灭菌将是巨大的障碍。”赖斯光子学的先驱Naomi Halas是该项目的首席研究员兼莱斯大学教授Peter Nordlander和该项目的首席研究员。“太阳能将太阳光直接转化为蒸汽的效率为离网灭菌开辟了新的可能性，而这是当今尚无的。”

在研究人员先前所做的工作中，甚至发现太阳能蒸汽在将太阳能直接转化为热量方面效果很好，可以直接从冰水中产生蒸汽。

“它直接从阳光中产生蒸汽，”哈拉斯继续说道。“这意味着即使在水沸腾之前，蒸汽也会立即形成。”这项新研究的主要作者莱斯大学的研究生奥拉·诺伊曼（Oara Neumann）创造了光收集纳米颗粒的结果，从而获得了巨大的效率。

赖斯大学的新闻稿继续：

诺伊曼（Neumann）创造了一种纳米壳，可以将广泛的阳光（包括可见光和不可见光的带宽）直接转换为热量。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微生物，而且足以杀死孢子和病毒。太阳能蒸汽高压釜由莱斯大学Oshman工程设计厨房的莱斯大学本科生设计，并由LANP的Neumann及其同事精制而成。在PNAS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。

听起来是一个非常有前途的系统！只要可以保持相对较低的成本，该系统无疑将非常有用。

“该过程非常有效，” Neumann说。“对于赞助我们的比尔和梅琳达·盖茨基金会计划，我们需要创建一个系统，每周仅需进行两次治疗即可处理四口之家的浪费，而我们在本文中报道的高压灭菌器设置可以做到这一点。 ”

研究人员目前正计划与废物处理先驱Sanivation合作，在肯尼亚的三个地点对太阳能蒸汽消毒器进行现场测试。

哈拉斯说：“卫生技术并不迷人，但这是25亿人生死攸关的问题。”“要使其真正发挥作用，您需要一种完全不离网，不那么大，运行相对较快，易于处理且没有危险组件的技术。我们的Solar Steam系统具备所有这些功能，这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。”

这项新研究刚刚于7月8日在《美国国家科学院院刊》早期版本上发表。