Даследаванне апісвае раман партатыўны сонечны- сістэма збору пара з палімерным арыгамі, які можа збіраць і ачышчаць вады па вельмі нізкай цане
У свеце расце попыт на чыстае вады з-за росту насельніцтва, індустрыялізацыі і забруджвання і знясілення нашай планеты прыродныя рэсурсы. Сонечны-адпарванне - гэта тэхніка, пры якой сонечная энергія можна выкарыстоўваць для ачышчэння вады шляхам выпарэння забрудж вады, паўторна кандэнсуючы яго і вырабляючы свежы чысты вады. Гэтая тэхніка з'яўляецца чыстай, аднаўляльнай і ўстойлівай экалагічна чыстай тэхналогіяй, якая мае патэнцыял для ліквідацыі глабальнага дэфіцыту чыстай вады, выкарыстоўваючы багацце сонечны энергіі. Сіла і эфектыўнасць а сонечны-сістэма прапарвання залежыць ад яе канструкцыі і выбару фототермических матэрыялаў. Ток сонечны-тэхналогіі прапарвання выкарыстоўваюць дарагія, грувасткія матэрыялы і маюць нізкую эфектыўнасць і абмежаваную прадукцыйнасць. Застаецца праблемай павысіць прадукцыйнасць і знізіць выдаткі, каб распрацаваць лёгкі і партатыўны сонечны- сістэма прапарвання, якой могуць карыстацца непасрэдна людзі.
У новым даследаванні, апублікаваным 28 мая ст новыя матэрыялы даследчыкі апісваюць новы метад для сонечны апрацоўкі парай шляхам распрацоўкі недарагога партатыўнага прылады з нізкім ціскам сонечны сістэма збору пара, якая можа збіраць і ачышчаць вады выкарыстанне энергіі сонечнага святла. Яны абралі фотатэрмічны палімерны матэрыял пад назвай Polypyrrole (PPy), які праводзіць па сваёй прыродзе, добра вядомы сваімі фотатэрмічнымі ўласцівасцямі і дэманструе высокую эфектыўнасць пераўтварэння сонечнага святла ў цеплавое цяпло. Натхнёны кветкай ружы, унікальны дызайн гэтай сонечнай сістэмы апрацоўкі пара зроблены з кампазітаў 3D-арыгамі PPy і паперы. "Ружа PPy", якая складаецца са шматслойных чорных лістоў у форме пялёсткаў, была створана шляхам складання арыгамі і хімічнай полімерызацыі PPy. Гэтая структура арыгамі прымацавана да падобнай на сцябло трубкі з бавоўнай, якая збірае сырую/неачышчаную ваду з крыніцы вады і падае яе ў структуру ружы PPy, размешчаную наверсе. Для прадухілення прамога кантакту паміж матэрыялам PPy і аб'ёмам вады выкарыстоўваліся трубкі з бавоўнай і пенаполістырол.
Аднойчы не лячыўся вады дасягнуў пялёсткаў, PPy матэрыял у структуру кветкі ператвараецца вады у пару і прымешкі натуральным чынам аддзяляюцца ад вады. Пасля гэтага вадзяную пару трэба кандэнсаваць, а затым сабраць чыстую ваду для выкарыстання. Даследчыкі выкарыстоўвалі ўмовы нізкага ціску з дапамогай партатыўнага вакуумнага помпы. Было заўважана, што гэта значна павялічвае хуткасць як выпарэння вады, так і збору вады. Пасля кандэнсацыі вады кампактны і трывалы шкляны слоік надзейна захоўвае чыстую ваду.
3D-арыгамі забяспечвае значна большае паглынанне святла і пашыраныя плошчы паверхні вады выпарэння ў параўнанні са звычайным 2D планарным дызайнам. Хуткасць выпарэння і збору вады павялічваецца на 52 працэнты за кошт зніжэння ціску ў камеры. PPy арыгамі палепшыла выпарэнне вады на 71 працэнт, і таксама былі заўважаныя больш высокія паказчыкі збору пары. Агульная эфектыўнасць сістэмы пад адной крыніцай святла вырасла на 91.5 працэнта. Сістэма была пратэставаная на ўзоры з ракі Каларада ў Тэхасе, ЗША. Сістэма выдаляе забруджванне вады ў выглядзе цяжкіх металаў, бактэрый, солі і памяншае шчолачнасць, вырабляючы чыстую ваду, якая адпавядае пітным стандартам, устаноўленым СААЗ.
Цяперашняе даследаванне апісвае новы рацыянальны дызайн партатыўнай недарагой сістэмы збору сонечнага пара з фотатэрмічнымі матэрыяламі 3D арыгамі, якая забяспечвае палепшаную хуткасць выпарэння вады і збору пара. Кошт кожнай кветкавай структуры менш за 2 капейкі, і яна можа паспяхова вырабляць 2 літры чыстай вады ў гадзіну з квадратнага метра. Гэты дызайн можа стаць натхненнем для стварэння унікальных мадэляў сонечнага пара для вытворчасці чыстай вады.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Лі, В. і інш. 2019. Партатыўная сонечная сістэма для збору пара нізкага ціску з поліпіррольным арыгамі. Перадавыя матэрыялы. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
