РЕКЛАМА

Проблема безопасной питьевой воды: новая недорогая домашняя система очистки воды на солнечных батареях

ИНЖЕНЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯПроблема безопасной питьевой воды: новая недорогая домашняя система очистки воды на солнечных батареях

Исследование описывает новую портативную систему сбора пара с использованием солнечного пара с полимерным оригами, которая может собирать и очищать воду по очень низкой цене.

Спрос на чистые воды из-за роста населения, индустриализации и загрязнения и истощения природных ресурсов нашей планеты. Солнечная обработка паром - это техника, в которой солнечная энергия может использоваться для очистки воды путем испарения загрязненной воды, ее повторной конденсации и получения свежей чистой воды. Этот метод представляет собой чистую, возобновляемую и устойчивую зеленую технологию, которая может решить проблему глобальной нехватки чистой воды за счет использования большого количества солнечной энергии. Прочность и эффективность солнечной паровой системы зависит от ее конструкции и выбора фототермических материалов. В современных технологиях обработки паром на солнечных батареях используются дорогие и громоздкие материалы, они имеют низкую эффективность и ограниченную производительность. По-прежнему остается проблемой повысить производительность и снизить затраты, чтобы спроектировать легкую и портативную систему обработки паром на солнечной энергии, которую могут напрямую использовать отдельные люди.

В новом исследовании, опубликованном 28 мая в Передовые материалы Исследователи описывают новый метод солнечного запаривания, создав недорогую портативную систему сбора пара с контролируемым низким давлением, которая может собирать и очищать воду, 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 в преобразовании солнечного света в тепловое тепло. Вдохновленный цветочной розой, уникальный дизайн этой солнечной системы запаривания сделан из композитных материалов из трехмерного оригами и бумаги PPy. «Роза из полипропилена», состоящая из многослойных черных листов в форме лепестков, была создана путем складывания оригами и химической полимеризации полипропилена. Эта структура оригами прикреплена к трубке, похожей на стебель, наполненной хлопком, которая собирает сырую / неочищенную воду из источника воды и подает ее на структуру розы PPy, расположенную сверху. Трубка, пропитанная хлопком, и пенополистирол использовались для предотвращения прямого контакта между полипропиленовым материалом и объемной водой.

Когда неочищенная вода достигает лепестков, полипропиленовый материал в структуре цветка превращает воду в пар, и загрязнения естественным образом отделяются от воды. Впоследствии водяной пар необходимо сконденсировать, а затем собрать чистую воду для использования. Исследователи использовали условия низкого давления с помощью портативного вакуумного насоса. Было замечено, что это значительно повысило скорость испарения и сбора воды. После конденсации воды компактная и прочная стеклянная емкость для сбора надежно хранит чистую воду.

Трехмерное оригами обеспечило значительно более высокое поглощение света и увеличенную площадь поверхности для испарения воды по сравнению с традиционным двухмерным плоским дизайном. Скорость испарения и сбора воды увеличивается на 3 процента за счет снижения давления в камере. Оригами из полипропилена улучшил испарение воды на 2 процент, а также повысился уровень улавливания пара. Общий КПД системы увеличился на 52 процента при использовании одного источника света. Система была протестирована на образце из реки Колорадо в Техасе, США. Система удаляла загрязнение воды тяжелыми металлами, бактериями, солью и уменьшала щелочность, обеспечивая чистую воду в соответствии со стандартами питьевой, установленными 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

Команда SCIEU
Команда SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значительные достижения науки. Воздействие на человечество. Вдохновляющие умы.

Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

- Реклама -

Самые популярные статьи

COVID-19: что означает подтверждение передачи вируса SARS-CoV-2 воздушно-капельным путем?

Имеются неопровержимые доказательства, подтверждающие, что доминирующее...

Волна COVID-19 в Европе: текущая ситуация и прогнозы на эту зиму в Великобритании, ...

Европа сотрясается от необычно большого количества...

Новое средство против старения для замедления старения моторики и увеличения продолжительности жизни

Исследование выдвигает на первый план ключевые гены, которые могут ...
- Реклама -
97,932Поклонникиподобно
62,768ПодписчикиПодписаться
1,903ПодписчикиПодписаться
31ПодписчикиПодписаться