Novi nanokompozit poboljšava solarno isparavanje za pročišćavanje vode

Globalna oskudica pitke vode ozbiljan je problem za ljude. Pročišćavanje vode troši veliku količinu fosilne energije i stvara sekundarno zagađenje.
2022 1 20

Solarno-termalno interfacijalno isparavanje smatra se najperspektivnijom strategijom za rješavanje ovog problema. Međutim, razvijanje optimiziranog materijala koji sadrži učinkovitu pretvorbu solarne pare i dobru toleranciju na okoliš i dalje ostaje izazovno.

Istraživači s Instituta za inženjering procesa (IPE) Kineske akademije znanosti razvili su ultra stabilan amorfni TA2O5/C nanokompozit sa šupljim multiheliranom strukturom (HOMS) za isparavanje sunca, što može poboljšati učinkovitost pročišćavanja vode.

Studija je objavljena u Advanced Materials 29. listopada.

"Precizna kontrola atomske i sastava u građevnom bloku Homs -a ostvaruje neizravnu strukturu opsega s obilnim energetskim stanjima oko razine Fermijeve, što povećava neradijacijsko opuštanje kako bi se olakšala fototermalna pretvorba", rekao je prof. Wang Dan, odgovarajući autor studije, "Jedinstvena šuplja multihelirana struktura može učinkovito poboljšati apsorpciju svjetlosti poput crnog tijela."

HOMS smanjuje energiju potrebnu za isparavanje vode. Rezultati simulacije pokazuju da HOMS uspostavlja gradijent toplinskog polja, pružajući tako pokretačku silu isparavanja pare.

"Homs također ima koristi od transporta vode", rekao je Wang, "zatvorene šupljine u HOMS -u potiču difuziju tekuće vode zbog kapilarnog pumpanja, a nanopore u HOMS -u potiču molekule vode na isparavanje u obliku klastera, omogućujući tako isparavanje s manje . "

Uz vrlo učinkovitu fotoapsorpciju i fototermalnu pretvorbu, postignuta je super brzina isparavanja od 4,02 kg M-2H-1. Brzina isparavanja jedva se promijenila nakon 30 dana i bez nakupljanja soli, što ukazuje na dugoročnu stabilnost.

Značajno je da bi se koncentracija pseudovirusa SC2-P mogla smanjiti za šest reda veličine nakon isparavanja.

Ovaj amorfni kompozit TA2O5/C lako se izrađuje, nosi, čuva i reciklira. Može se primijeniti na pročišćavanje morske vode ili na vodu koja sadrži teške metale ili bakterije, dobivajući pitku vodu koja zadovoljava standard Svjetske zdravstvene organizacije.

Znanstvenici s IPE -a pripremaju prototip desalinizacije morske vode za stanovnike na izoliranim otocima.