Uusi nanokomposiitti parantaa auringonhaihdutusta vedenpuhdistukseen

Globaali juomaveden niukkuus on vakava ongelma ihmisille. Vedenpuhdistus kuluttaa suuren määrän fossiilisia energiaa ja tuottaa toissijaista pilaantumista.
2022 1 20

Aurinkoteräistä rajapinnan haihtumista on pidetty lupaavimpana strategiana tämän ongelman ratkaisemiseksi. Optimoidun materiaalin kehittäminen, joka sisältää sekä tehokkaan aurinko-höyryn muuntamisen että hyvän ympäristötoleranssin, on kuitenkin edelleen haastava.

Kiinan tiedeakatemian prosessitekniikan instituutin (IPE) tutkijat ovat kehittäneet erittäin stabiilin amorfisen TA2O5/C-nanokomposiitin, jolla on ontot monikäsitellyn rakenteen (HOMS) aurinkoenergian haihtumiseen, mikä voi parantaa vedenpuhdistuksen tehokkuutta.

Tutkimus julkaistiin edistyneissä materiaaleissa 29. lokakuuta.

"Tarkka atomi- ja koostumuksen hallinta Homs -rakennuspalikassa toteuttaa epäsuoran kaistalevyn rakenteen, jolla on runsaasti energiatiloja Fermi -tason ympärillä, mikä parantaa ei -säteilevää rentoutumista helpottamaan fototermistä muuntamista", sanoi prof. Wang Dan, tutkimuksen vastaava kirjoittaja, tutkimuksen vastaava kirjoittaja, "Ainutlaatuinen ontto monikielinen rakenne voi tehokkaasti parantaa valon imeytymistä kuin mustan kappaleen."

HOMS vähentää veden haihtumiseen tarvittavaa energiaa. Simulaatiotulokset osoittavat, että HOM: t luovat lämpökentän gradientin, mikä tarjoaa liikkeellepaneva voiman höyryn haihtumiseen.

"Homs hyötyy myös vedenkuljetuksesta", sanoi Wang, "HOMS: n rajoitetut ontelot edistävät nestemäistä veden diffuusiota kapillaaripumppuvaikutuksen vuoksi, ja HOM: ien nanoporit indusoivat vesimolekyylejä haihtumaan klustereiden muodossa, mikä mahdollistaa haihtumisen vähemmän entalpialla, vähemmän entalpialla . "

Erittäin tehokkaalla fotoabsorptiolla ja fototermisellä muuntamisella on saavutettu erittäin nopea haihtumisnopeus 4,02 kg M-2H-1. Haihtumisnopeus muuttui tuskin 30 päivän kuluttua ja ilman suolan kertymistä, mikä osoittaa pitkäaikaisen stabiilisuuden.

Erityisesti pseudovirus SC2-P: n pitoisuutta voitaisiin vähentää kuusi suuruusluokkaa haihtumisen jälkeen.

Tämä amorfinen TA2O5/C -komposiitti valmistetaan helposti, kannetaan, varastoidaan ja kierrätetään. Sitä voidaan levittää meriveden puhdistukseen tai raskasmetalli- tai bakteereja sisältävään veteen, joka saa juomaveden, joka täyttää Maailman terveysjärjestön standardin.

IPE: n tutkijat valmistelevat meriveden suolanpoiston prototyyppiä eristettyjen saarten asukkaille.