Naujas nanokompozitas pagerina saulės išgarinimą vandens valymui

Pasaulinis geriamojo vandens trūkumas yra sunki problema. Vandens valymas sunaudoja daug iškastinių energijos ir sukelia antrinę taršą.
2022 1 20

Saulės ir terminės sąsajos išgarinimas buvo laikomas perspektyviausia šios problemos sprendimo strategija. Tačiau optimizuotos medžiagos sukūrimas, kuriame yra efektyvus saulės vapūrų konvertavimas, ir gera tolerancija aplinkai, vis dar išlieka sudėtinga.

Kinijos mokslų akademijos Proceso inžinerijos instituto (IPE) tyrėjai sukūrė ypač stabilią amorfinį TA2O5/C nanokompozitą su tuščiaviduriu daugialypė struktūra (HOMS) saulės išgaravimui, kuris gali pagerinti vandens valymo efektyvumą.

Tyrimas buvo paskelbtas „Advanced Materials“ spalio 29 d.

„Tiksli atominė ir kompozicijos kontrolė Homo statybinėje bloke įgyvendina netiesioginę juostos juostos struktūrą, kurioje gausu energijos būsenų aplink Fermi lygį, o tai sustiprina neradiacinį atsipalaidavimą, kad būtų lengviau fototerminis virsmas“, - sakė prof. Wang Dan, atitinkamas tyrimo autorius, "Unikali tuščiavidurė daugialypė struktūra gali efektyviai sustiprinti šviesos absorbciją kaip juodas kūnas."

HOMS sumažina vandens išgarinimui reikalingą energiją. Modeliavimo rezultatai rodo, kad HOMS nustato šiluminio lauko gradientą, taip užtikrinant garų išgarinimo varomąją jėgą.

„HOMS taip pat naudingas vandens transportavimui“, - sakė Wangas, - dėl kapiliarų siurbimo efekto „Homs“ uždaros ertmės skatina skysto vandens difuziją, o HOMS nanoporai skatina vandens molekules išgaruoti klasterių pavidalu, todėl įgalina išgaravimą mažiau entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje, kad išgaravimas būtų mažesnis entalpijoje. “.

Esant labai efektyviam fotoabsorbcijai ir fototerminei konversijai, buvo pasiektas ypač greitas 4,02 kg M-2H-1 išgarinimo greitis. Garavimo greitis vos nepasikeitė po 30 dienų ir be druskos kaupimosi, tai rodo ilgalaikį stabilumą.

Pažymėtina, kad pseudoviruso SC2-P koncentraciją po išgarinimo būtų galima sumažinti šešiais dydžio laipsniais.

Šis amorfinis TA2O5/C kompozitas yra lengvai pagamintas, nešamas, laikomas ir perdirbamas. Jis gali būti pritaikytas jūros vandens arba sunkiųjų metalų ar bakterijų turinčiam vandeniui valyti, gaunant geriamą vandenį, kuris atitiktų Pasaulio sveikatos organizacijos standartą.

IPE mokslininkai rengia jūros vandens gėlinimo prototipą izoliuotų salų gyventojams.