Neue Nanokomposit verbessert die Solarverdampfung für die Wasserreinigung

Die globale Trinkwasserknappheit ist ein schwerwiegendes Problem für den Menschen. Die Wasserreinigung verbraucht eine große Menge an fossiler Energie und erzeugt eine sekundäre Verschmutzung.
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Solarthermische Grenzflächenverdampfung wurde als vielversprechendste Strategie zur Behandlung dieses Problems angesehen. Die Entwicklung eines optimierten Materials mit einer effizienten Solar-Dampf-Umwandlung und einer guten Umwelttoleranz bleibt jedoch eine Herausforderung.

Forscher des Institute of Process Engineering (IPE) der chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen ultra-stabilen amorphen TA2O5/C-Nanokomposit mit einer hohlen vielfältigen Struktur (HOMS) für die Solarverdunstung entwickelt, die die Effizienz der Wasserreinigung verbessern kann.

Die Studie wurde am 29. Oktober in fortgeschrittenen Materialien veröffentlicht.

"Die genaue Atom- und Zusammensetzungskontrolle im Baustein von HOMS realisiert eine indirekte Bandgap -Struktur mit reichlichen Energiezuständen rund um den Fermi -Niveau, der die nicht belastete Entspannung erhöht, um die photothermische Konvertierung zu erleichtern", sagte Prof. Wang Dan, der entsprechende Autor der Studie,, die entsprechende Autorin der Studie, "Die einzigartige, hohle, vielfältige Struktur kann die Lichtabsorption wie ein Schwarzkörper effizient verbessern."

HOMS verringert die für die Wasserverdunstung erforderliche Energie. Simulationsergebnisse zeigen, dass HOMS einen thermischen Feldgradienten festlegt und somit die treibende Kraft für die Verdunstung des Dampfs liefert.

"Homs zugute kommt auch den Wassertransport", sagte Wang. . "

Bei hocheffizienter Photoabsorption und photothermischer Umwandlung wurde eine superschnelle Verdunstungsgeschwindigkeit von 4,02 kg M-2H-1 erreicht. Die Verdunstungsgeschwindigkeit änderte sich nach 30 Tagen kaum und ohne Salzansammlung, was auf eine langfristige Stabilität hinweist.

Bemerkenswerterweise konnte die Konzentration von Pseudovirus SC2-P um sechs Größenordnungen nach der Verdunstung verringert werden.

Dieser amorphe Ta2O5/C -Verbundwerkstoff wird leicht hergestellt, getragen, gelagert und recycelt. Es kann auf die Reinigung von Meerwasser oder auf schwere Metall- oder Bakterien enthaltende Wasser angewendet werden, wobei ein trinkbares Wasser gewonnen wird, das dem Standard der Weltgesundheitsorganisation entspricht.

Die Wissenschaftler von IPE bereiten einen Prototyp der Meerwasserentalentierung für die Bewohner auf isolierten Inseln vor.