РЕКЛАМА

Предизвикателството на безопасната питейна вода: нова, базирана на слънчева енергия домашна система за пречистване на вода с ниска цена

ИНЖЕНЕРИНГ И ТЕХНОЛОГИЯПредизвикателството на безопасната питейна вода: нова, базирана на слънчева енергия домашна система за пречистване на вода с ниска цена

Проучването описва нова преносима система за събиране на слънчева пара с полимерно оригами, която може да събира и пречиства вода на много ниска цена

Има нарастващо глобално търсене на чистота вода поради нарастването на населението, индустриализацията и замърсяването и изчерпването на природните ресурси на нашата планета. Слънчевата пара е техника, при която слънчева енергия може да се използва за пречистване на вода чрез изпаряване на замърсена вода, повторно кондензиране и производство на прясна чиста вода. Тази техника е чиста, възобновяема и устойчива зелена технология, която има потенциал да се справи с глобалния недостиг на чиста вода чрез използване на изобилието от слънчева енергия. Силата и ефективността на слънчевата система за пара зависи от нейния дизайн и избора на фототермични материали. Настоящите технологии за слънчево запарване използват скъпи, обемисти материали и имат ниска ефективност и ограничена производителност. Остава предизвикателство за подобряване на производителността и по-ниски разходи, за да се проектира лека и преносима слънчева система за пара, която може да се използва директно от физически лица.

В ново проучване, публикувано на 28 май в Разширени материали изследователите описват нов метод за слънчева пара чрез проектиране на евтина преносима система за събиране на слънчева пара с ниско налягане, която може да събира и пречиства вода, използвайки енергия от слънчева светлина. Те избраха фототермичен полимерен материал, наречен Полипирол (PPy), който е проводим по природа, е добре известен със своите фототермични свойства и показва висока ефективност при превръщането на слънчевата светлина в топлинна топлина. Вдъхновен от цветната роза, уникалният дизайн на тази слънчева система за пара е направен от 3D оригами PPy-хартиени композити. „PPy роза“, която се състои от слоести черни листове, оформени като венчелистчета, е създадена чрез оригами сгъване и химическа полимеризация на PPy. Тази оригами структура е прикрепена към подобна на дръжка памучна тръба, която събира сурова/непречистена вода от водоизточник и я подава към структурата на розата PPy, поставена отгоре. Памучна инфузирана тръба и полистиролова пяна бяха използвани за предотвратяване на директен контакт между PPy материала и насипната вода.

След като непречистената вода достигне венчелистчетата, PPy материалът в структурата на цветята превръща водата в пара и примесите се отделят естествено от водата. Впоследствие водната пара трябва да се кондензира и след това да се събира чиста вода за употреба. Изследователите са използвали условия с ниско налягане, като са използвали преносима вакуумна помпа. Беше видяно, че това значително повишава скоростта както на изпаряване на водата, така и на събиране на вода. След като водата се кондензира, компактният и здрав събирателен стъклен буркан сигурно съхранява чиста вода.

3D оригами осигурява значително по-висока абсорбция на светлина и подобрени повърхностни площи за изпаряване на водата в сравнение с конвенционалния 2D планарен дизайн. Скоростта на изпаряване и събиране на водата се подобрява с 52 процента поради понижаване на налягането в камерата. PPy origami подобри изпаряването на водата със 71 процента и също бяха наблюдавани по-високи нива на събиране на пара. Общата ефективност на системата се е увеличила с 91.5 процента при един източник на светлина. Системата е тествана върху проба от река Колорадо в Тексас, САЩ. Системата премахва замърсяването на водата под формата на тежки метали, бактерии, сол и облекчава алкалността, като произвежда чиста вода, отговаряща на стандартите за пиене, определени от СЗО.

Настоящото проучване описва нов рационален дизайн на преносима евтина система за събиране на слънчева пара с 3D оригами фототермални материали, която предлага подобрени скорости на изпаряване на водата и събиране на пара. Цената на всяка подобна на цвете структура е под 2 цента и тя може успешно да произвежда 2 литра чиста вода на час на квадратен метър. Този дизайн може да бъде вдъхновение за изработването на уникални модели на слънчева пара за производство на чиста вода.

***

{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}

Източник (и)

Li, W. et al. 2019. Преносима слънчева система за събиране на пара с ниско налягане с полипирол оригами. Усъвършенствани материали. http://doi.org/10.1002/adma.201900720

Екип на SCIEU
Екип на SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значителен напредък в науката. Въздействие върху човечеството. Вдъхновяващи умове.

Абонирай се за нашия бюлетин

Да се ​​актуализира с всички най-нови новини, оферти и специални съобщения.

- Реклама -

Най-популярни статии

Произход на COVID-19: Бедните прилепи не могат да докажат своята невинност

Скорошно проучване предполага повишен риск от образуване на...

Хипертрофичен ефект от упражненията за издръжливост и потенциалните механизми

Издръжливостта, или "аеробното" упражнение, обикновено се разглежда като сърдечно-съдова...

COVID-19 в Англия: оправдано ли е премахването на мерките по план Б?

Правителството в Англия наскоро обяви вдигане на плана...
- Реклама -
99,805Феновекато
69,906последователиСледвай ни
6,333последователиСледвай ни
31АбонатиЗапиши се