2020年11月19日
高压灭菌器，用于消毒医院，诊所和医生和牙医办公室的医疗工具的设备需要在约125摄氏度的温度下稳定地供应加压蒸汽。这通常由电气或燃料供电的锅炉提供，但在许多农村地区，特别是在发展中国家，功率可能是不可靠的或不可用的，燃料价格昂贵。
麻省理工学院(MIT)和印度理工学院(Indian Institute of Technology)的研究人员想出了一种方法，利用阳光的能量，在偏远地区以低成本维护安全、无菌的设备，来产生高压灭菌器所需的蒸汽。2020欧洲杯下注官网图片来源:研究人员提供。麻省理工学院新闻编辑。
现在，麻省理工学院(MIT)和印度理工学院(Indian Institute of Technology)的一组研究人员提出了一种方法，只需利用阳光，无需燃料或电力，就可以被动地产生所需的蒸汽。该设备需要一个大约2平方米(或码)的太阳能收集器来为一个典型的小型诊所高压釜供电，它可以在偏远地区以低成本维护安全、无菌的设备。2020欧洲杯下注官网该原型在印度孟买进行了成功测试。
今天的杂志对该系统进行了描述焦耳，在由麻省理工学院研究生林赵，麻省理工学院教授王教授，麻省理工会教授陈教授，以及10人在麻省理工学院和IIT孟买的其他人。
这个新系统的关键是使用了光学透明气凝胶，这是王和她的合作者在过去几年开发的一种材料。这种材料本质上是一种轻质泡沫，由二氧化硅制成，二氧化硅是沙滩砂的材料，主要由空气组成。由于它很轻，这种材料提供了有效的隔热，减少了十倍的热损失率。
这种透明的绝缘材料粘在生产太阳能热水的现成设备的顶部，该设备由一块镀有吸热黑色涂层的铜板组成，并粘在底部的一组管道上。2020欧洲杯下注官网当太阳加热板时，流经下面管道的水吸收了热量。但由于在顶部添加了透明隔热层，再加上抛光铝镜在板的每一面，将额外的阳光直接照射到板上，该系统可以产生高温蒸汽，而不仅仅是热水。
该系统利用重力将水箱中的水输送到平板中;然后蒸汽上升到外壳的顶部，并通过另一根管道送出，该管道将加压蒸汽送到高压灭菌器。必须保持稳定的蒸汽供应30分钟，以达到适当的灭菌。
由于大部分发展世界都面临可靠的电力或实惠的燃料的有限可用性，“我们认为这是一个有机会考虑如何在高压灭菌或医疗灭菌所必需的条件下产生低成本，被动，太阳能驱动系统以产生蒸汽，”解释王，王某是机械工程系机械工程和负责人的Gail E.Kendall教授。
能够在孟买测试系统是一个奖金，因为这个城市“相关性和重要性”作为可能受益于这种低成本的蒸汽发电设备的位置类型。2020欧洲杯下注官网
在孟买测试中，即使天空是朦胧的混浊，与阳光明媚的日子相比只提供70％，该装置成功地生产了所需半小时灭菌所需的饱和蒸汽。
测试进行了小规模的单位,只有约四分之一个平方米,一只手大小的毛巾,但它表明,蒸汽产量充足,类似的单位介于1和3平方米就足够了权力的台式高压釜通常用在医生的办公室,赵说。
这种装置实际部署的主要限制因素是气凝胶材料的可用性。这篇论文的作者之一、20岁的博士Elise Strobach创立了一家公司，该公司已经在尝试扩大透明气凝胶的生产规模，以用于高热效率的窗户。但研究人员说，到目前为止，这种材料只能用相对昂贵的实验室级超临界干燥设备少量生产，因此这种灭菌系统可能还需要几年的时间才能被广泛采用。2020欧洲杯下注官网
由于除了气凝胶本身以外的其他组件已经在发展中国家以低成本广泛获得，这种系统的制造和维护最终可能在它们将要使用的领域是实际可行的。赵说，四分之一平方米的原型所需的部件不到40美元，所以一旦必要的气凝胶材料商业化，一个足以满足一个典型的小型高压灭菌器的系统可能需要160美元左右。“如果我们可以获得气凝胶的供应，整个事情都可以在本地建立，带有当地供应商，”他说。
球队说，该过程也可以用于各种其他目的。例如，许多食品和饮料处理系统依赖于高温蒸汽，其通常由化石燃料供电锅炉提供。他们说，被动太阳能系统能够提供蒸汽将消除燃料成本，因此在许多行业中可能是一个有吸引力的选择。
最终，这种系统应该比将阳光浓缩十倍或更多以产生蒸汽的系统更划算，因为这些系统需要昂贵的镜子和安装，而不是这种基于气凝胶的方法的简单性。
“这是一个重大进步，”加州大学伯克利分校(University of California at Berkeley)机械工程教授、劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)副主任拉维·普拉舍(Ravi Prasher)说，他没有参与这项工作。“以高能量效率产生高温蒸汽是挑战。在这里，作者已经实现了两者。“
“研究的质量非常高，”Prasher补充道。“对于没有可靠电力的低收入社区来说，获得被动消毒技术是一件大事。因此，麻省理工学院团队开发的被动式太阳能装置在这方面意义重大。”
该研究团队还包括Bikram Bhatia，Lenan Zhang，Arny Leroy，Sungwoo Yang，Thomas Cooper，以及Mit Mit Manoj Yadav，Anish Modi和Iit Bombay的Shireesh Kedsare。该工作得到了在麻省理工学院和美国能源部的塔塔中心的支持。
来源:https://web.mit.edu/