Studiul descrie un nou portabil solar-sistem de colectare cu abur cu origami polimer care poate colecta și purifica de apă la un cost foarte mic
Există o cerere globală tot mai mare de curatenie de apă datorită creșterii populației, industrializării și contaminării și epuizării noastre a planetei resurse naturale. Solar-aburirea este o tehnică în care energie solara poate fi folosit pentru purificare de apă prin evaporarea contaminatelor de apă, recondensându-l și producând o curățare proaspătă de apă. Această tehnică este o tehnologie verde curată, regenerabilă și durabilă, care are potențialul de a aborda deficitul global de apă curată prin utilizarea abundenței de apă curată. solar energie. Puterea și eficiența a solar-sistemul de abur depinde de proiectarea sa si alegerea materialelor fototermale. Actual solar-tehnologiile de abur folosesc materiale scumpe, voluminoase și au o eficiență scăzută și un randament limitat. A rămas o provocare îmbunătățirea performanței și reducerea costurilor pentru a proiecta un dispozitiv ușor și portabil solar-sistem de abur care poate fi utilizat direct de persoane fizice.
Într-un nou studiu publicat pe 28 mai în Materiale avansate cercetătorii descriu o metodă nouă pentru solar abur prin proiectarea unui portabil de joasă presiune controlat cu costuri reduse solar sistem de colectare cu abur care poate colecta și purifica de apă folosind energia din lumina soarelui. Ei au ales un material polimer fototermal numit Polipirol (PPy), care este de natură conductivă, este binecunoscut pentru proprietățile fototermale și prezintă o eficiență ridicată în transformarea luminii solare în căldură termică. Inspirat din trandafirul florilor, designul unic al acestui sistem solar de abur este realizat din compozite de hârtie PPy origami 3D. Un „trandafir PPy” care constă din foi negre stratificate în formă de petale a fost creat prin plierea origami și polimerizarea chimică a PPy. Această structură origami este atașată la un tub de bumbac infuzat asemănător unei tulpini care colectează apa brută/netratată dintr-o sursă de apă și o alimentează în structura PPy trandafiri plasată deasupra. Tubul infuzat cu bumbac și spumă de polistiren au fost folosite pentru a preveni contactul direct între materialul PPy și apa în vrac.
Odată netratată de apă a ajuns la petale, material PPy în structura florii se întoarce de apă în abur și impuritățile se separă în mod natural de apă. Ulterior, vaporii de apă trebuie să fie condensați și apoi trebuie colectată apa curată pentru utilizare. Cercetătorii au folosit o condiție de joasă presiune folosind o pompă portabilă de vid. S-a văzut că acest lucru crește semnificativ ratele atât de evaporare a apei, cât și de colectare a apei. Odată ce apa este condensată, borcanul de sticlă de colectare compact și robust stochează în siguranță apa curată.
Origami 3D au oferit o absorbție semnificativ mai mare a luminii și suprafețe îmbunătățite pentru de apă evaporare în comparație cu un design plan 2D convențional. Rata de evaporare și colectare a apei este îmbunătățită cu 52% datorită scăderii presiunii în cameră. Origami PPy a îmbunătățit evaporarea apei cu 71 la sută și s-au observat, de asemenea, rate mai mari de colectare a aburului. Eficiența generală a sistemului a crescut cu 91.5% sub o singură sursă de lumină. Sistemul a fost testat pe o probă din râul Colorado din Texas, SUA. Sistemul a eliminat contaminarea apei sub formă de metale grele, bacterii, sare și atenuează alcalinitatea producând apă curată conform standardelor stabilite de OMS.
Studiul actual descrie un nou design rațional al unui sistem portabil de colectare cu abur solar, cu costuri reduse, cu materiale fototermale origami 3D, care oferă rate îmbunătățite de evaporare a apei și colectare a aburului. Costul fiecărei structuri asemănătoare unei flori este mai mic de 2 cenți și poate produce cu succes 2 litri de apă curată pe oră pe metru pătrat. Acest design poate fi o inspirație pentru a fabrica modele unice de abur solar pentru producerea de apă curată.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Li, W. şi colab. 2019. Unisystem portabil de colectare cu abur solar de joasă presiune cu origami polipirol. Materiale avansate. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
