Исследование описывает новый портативный солнечный-паровая система сбора с полимерным оригами, которая может собирать и очищать воды по очень низкой цене
Спрос на чистые воды из-за роста населения, индустриализации, загрязнения и истощения наших планеты природные ресурсы. солнечный- пропаривание – это метод, при котором солнечная энергия можно использовать для очищения воды путем испарения загрязненных воды, повторно конденсируя его и производя свежий чистый воды. Этот метод представляет собой чистую, возобновляемую и устойчивую зеленую технологию, которая потенциально может решить глобальную нехватку чистой воды за счет использования изобилия солнечный энергия. Сила и эффективность А. солнечный-система пропаривания зависит от ее конструкции и выбора фототермических материалов. Текущий солнечный- технологии пропаривания используют дорогие, громоздкие материалы, имеют низкую эффективность и ограниченную производительность. По-прежнему остается сложной задачей повышение производительности и снижение затрат для разработки легкого и портативного устройства. солнечный-паровая система, которая может использоваться непосредственно отдельными людьми.
В новом исследовании, опубликованном 28 мая в Передовые материалы исследователи описывают новый метод солнечный пропаривание путем разработки недорогого портативного устройства с контролем низкого давления. солнечный система сбора паром, которая может собирать и очищать воды используя энергию солнечного света. Они выбрали фототермический полимерный материал под названием полипиррол (PPy), который является проводящим по своей природе, хорошо известен своими фототермическими свойствами и демонстрирует высокую эффективность преобразования солнечного света в тепловое тепло. Вдохновленный цветком розы, уникальный дизайн этой солнечной паровой системы выполнен из 3D-оригами-композитов бумаги и полипропилена. «Роза из полипропилена», состоящая из слоистых черных листов в форме лепестков, была создана путем складывания оригами и химической полимеризации полипропилена. Эта конструкция оригами прикреплена к трубке, похожей на стебель, пропитанной хлопком, которая собирает сырую/неочищенную воду из источника воды и подает ее в структуру розы из полипропилена, расположенную сверху. Для предотвращения прямого контакта между материалом PPy и объемной водой использовались трубка, пропитанная ватой, и пенополистирол.
Если не лечить воды дошел до лепестков, материал PPy в структуре цветка превращается воды на пар, а примеси естественным образом отделяются от воды. Впоследствии водяной пар необходимо конденсировать, а затем собирать чистую воду для использования. Исследователи использовали условия низкого давления с помощью портативного вакуумного насоса. Было замечено, что это значительно увеличило скорость как испарения, так и сбора воды. После конденсации воды компактный и прочный стеклянный сосуд для сбора воды надежно сохраняет чистую воду.
3D-оригами обеспечило значительно более высокое поглощение света и увеличенную площадь поверхности для воды испарение по сравнению с обычным двухмерным плоским дизайном. Скорость испарения и сбора воды увеличивается на 2 процента за счет снижения давления в камере. Оригами из PPy улучшило испарение воды на 52 процент, а также наблюдался более высокий уровень улавливания пара. Общая эффективность системы увеличилась на 71 процента при использовании одного источника света. Система была протестирована на образце из реки Колорадо в Техасе, США. Система удаляет загрязнение воды в виде тяжелых металлов, бактерий, солей и снижает щелочность, производя чистую воду, соответствующую стандартам питьевой воды, установленным ВОЗ.
Настоящее исследование описывает новый рациональный дизайн портативной недорогой системы сбора пара с использованием солнечного пара с использованием фототермических материалов 3D оригами, которая обеспечивает улучшенные скорости испарения воды и сбора пара. Стоимость каждой подобной цветку конструкции составляет менее 2 центов, и она может успешно производить 2 литра чистой воды в час на квадратный метр. Этот дизайн может стать источником вдохновения для создания уникальных моделей солнечных батарей для производства чистой воды.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Ли В. и др. 2019. Портативная система сбора паром на солнечных батареях низкого давления с полипирролом Origamis. Современные материалы. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
