Ein Balanceakt: Verbesserte Wasseraufbereitungstechnik mit "Energie Matching"

Eine große Anzahl von Menschen weltweit leidet heute unter dem Mangel an frischem Trinkwasser, insbesondere in abgelegenen ländlichen Regionen, was eine erhebliche Bedrohung für das menschliche Leben und die Gesellschaft verursacht. Während Techniken wie Membrandestillation und Umkehrosmose zur Behandlung von Salzwasser und zur Linderung der Situation eingesetzt wurden, leiden sie unter Einschränkungen wie niedriger Produktivität, hoher Kosten und hohem Energieverbrauch.

In den letzten Jahren hat sich die Direct Solar Steam Generation (DSSG) als praktikable Technik für Wate herausgestellt R Reinigung . Der Prozess verwendet phototherme Materialien, die hohe Mengen an Sonnenenergie absorbieren können. Diese Materialien werden dann dazu hergestellt, in Wasser zu schwimmen, was dazu beiträgt, lokalisierte Erwärmung aufrechtzuerhalten und Wate zu erzeugen R -Dampf , der anschließend zusammengefasst ist, um sauberes Wasser zu erhalten. Aktuelle DSSG Rate ; Angesichts der Nachfrage nach Hochflux-sauberem Wasser in der groß angelegten Kommerzialisierung ist jedoch eine weitere Verbesserung der Evaporati Auf Rate ist notwendig. Frühere Studien haben versucht, dies zu tun, indem sie Absorber untersuchen, um den Input zu manipulieren und Energie zu erfordern, die für die Verdunstung erforderlich sind, aber die Beziehung zwischen IE und RE wurde noch nicht untersucht.

Zu diesem Zweck zielten Prof. Lei Miao vom Shibaura Institute of Technology, Japan, zusammen mit den Co-Autoren Xiaojiang MU und Jianhua Zhou von der Guilin University of Electronic Technology, China, darauf ab, ein Gleichgewicht zwischen IE und RE zu finden, um die Verdunstungsleistung in DSSG zu optimieren. Nach Angaben der Forscher bestand der Trick darin, die RE auf den IE zu reduzieren, einem einzigartigen Konzept namens Energy Matching. Zu diesem Zweck entwickelten sie ein innovatives Verdunstungssystem, das auf Doppelschichtstrukturen von Carbon Nanorantube-Aerogel-beschichteten Holz (CACW) basiert. Das Design lieferte drei Schichten der Wärmeisolierung, die (1) den Wärmeverlust minimierten und einen plötzlichen Temperaturabfall des Absorbers und (2) regulierter Wassertransport zur Verdunstungsfläche verhinderten. Prof. Miao erklärt: "Die Wassergeschwindigkeitsregulierung ist der Schlüssel zu der in unserem Design verwendeten Strategie" Energieanpassung ". Durch die Kontrolle der Geschwindigkeit des Wassertransports stellen wir sicher, dass die RE für die Verdunstung mit dem IE zum Absorber ausgeglichen wird." Die Ergebnisse ihrer Studie werden in Solar RRL veröffentlicht.