Ny nanokomposit forbedrer solfordampning for vandrensning

Global drikkevandsknaphed er et alvorligt problem for mennesker. Vandoprensning forbruger en stor mængde fossil energi og genererer sekundær forurening.
2022 1 20

Solar-termisk grænsefladedampning er blevet betragtet som den mest lovende strategi for at tackle dette problem. Imidlertid forbliver udvikling af et optimeret materiale med både effektiv konvertering af solenavdamp og god miljømæssig tolerance stadig udfordrende.

Forskere fra Institute of Process Engineering (IPE) fra det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en ultra-stabil amorf TA2O5/C-nanokomposit med en hul multishelled struktur (HOMS) til solfordampning, hvilket kan forbedre effektiviteten af vandrensning.

Undersøgelsen blev offentliggjort i avancerede materialer den 29. oktober.

"Den nøjagtige atom- og sammensætningskontrol i byggestenen af Homs indser en indirekte båndgapstruktur med rigelige energitilstande omkring Fermi -niveauet, hvilket forbedrer ikke -strålende afslapning for at lette fototermisk konvertering," sagde prof. Wang Dan, den tilsvarende forfatter af undersøgelsen, "Den unikke hule flerhellede struktur kan effektivt forbedre lysabsorptionen som en sortkrop."

Homs reducerer den krævede energi til vandfordampning. Simuleringsresultater viser, at Homs etablerer en termisk feltgradient og dermed giver drivkraften til dampfordampning.

"Homs er også til gavn for vandtransport," sagde Wang, "de indesluttede hulrum i Homs fremmer flydende vanddiffusion på grund af kapillærpumpningseffekten, og nanoporer i Homs inducerer vandmolekyler til at fordampe i form af klynger, hvilket muliggør fordampning med mindre enthalpy "

Med meget effektiv fotoabsorption og fototermisk omdannelse er der opnået en superhurtig fordampningshastighed på 4,02 kg M-2H-1. Fordampningshastigheden ændrede sig næppe efter 30 dage og uden saltakkumulering, hvilket indikerer en langvarig stabilitet.

Bemærkelsesværdigt kunne koncentrationen af pseudovirus SC2-P reduceres med seks størrelsesordener efter fordampning.

Denne amorfe TA2O5/C -komposit fremstilles, bæres, opbevares og genanvendes let. Det kan anvendes til oprensning af havvand eller på heavy metal- eller bakterieholdige vand og opnå drikkevand, der opfylder Verdenssundhedsorganisationens standard.

Forskerne fra IPE forbereder en prototype af afsaltning af havvand for beboerne på isolerede øer.