Studie popisuje nový přenosný počítač sluneční- parní sběrný systém s polymerovým origami, který může shromažďovat a čistit voda za velmi nízkou cenu
Celosvětově roste poptávka po čistotě voda v důsledku populačního růstu, industrializace a kontaminace a vyčerpání našich planety přírodní zdroje. Sluneční-napařování je technika, při které solární energie lze použít k čištění voda odpařením kontaminované voda, znovu zkondenzovat a produkovat čerstvé čisté voda. Tato technika je čistá, obnovitelná a udržitelná zelená technologie, která má potenciál řešit globální nedostatek čisté vody využitím nadbytku vody. sluneční energie. Síla a účinnost a sluneční-napařovací systém závisí na jeho provedení a volbě fototermálních materiálů. Aktuální sluneční-pařící technologie využívají drahé, objemné materiály a mají nízkou účinnost a omezený výkon. Zůstalo výzvou zvýšit výkon a snížit náklady s cílem navrhnout nízkou hmotnost a přenosnost sluneční-napařovací systém, který mohou přímo používat jednotlivci.
V nové studii zveřejněné 28. května v Advanced Materials výzkumníci popisují novou metodu pro sluneční napařování navržením levného přenosného nízkotlakého ovládání sluneční parní sběrný systém, který může shromažďovat a čistit voda pomocí energie ze slunečního záření. Vybrali si fototermální polymerní materiál nazvaný Polypyrrol (PPy), který je svou povahou vodivý, je dobře známý pro své fototermální vlastnosti a vykazuje vysokou účinnost při přeměně slunečního světla na tepelné teplo. Jedinečný design tohoto solárního napařovacího systému, inspirovaný květinovou růží, je vyroben z 3D origami PPy-papírových kompozitů. Skládáním origami a chemickou polymerací PPy byla vytvořena „růže PPy“, která se skládá z vrstvených černých plátků ve tvaru okvětních lístků. Tato origami struktura je připojena k trubici napuštěné bavlnou ve tvaru stonku, která shromažďuje surovou/neupravenou vodu z vodního zdroje a přivádí ji do struktury růže PPy umístěné na vrcholu. Bavlněná napuštěná hadička a polystyrenová pěna byly použity, aby se zabránilo přímému kontaktu mezi PPy materiálem a vodou.
Jednou neléčené voda dosáhl okvětních lístků, PPy materiál ve struktuře květu se otočí voda do páry a nečistoty se přirozeně oddělují od vody. Následně je potřeba vodní páru zkondenzovat a následně shromáždit čistou vodu pro použití. Výzkumníci použili nízkotlaký stav pomocí přenosné vakuové pumpy. Bylo vidět, že to významně zvýšilo rychlost odpařování vody i shromažďování vody. Jakmile voda zkondenzuje, kompaktní a robustní záchytná skleněná nádoba bezpečně uchovává čistou vodu.
3D origami poskytovaly výrazně vyšší absorpci světla a vylepšené povrchy voda odpařování ve srovnání s konvenčním 2D planárním designem. Rychlost odpařování a shromažďování vody je zvýšena o 52 procent díky snížení tlaku v komoře. PPy origami zlepšilo odpařování vody o 71 procent a byla také pozorována vyšší míra sběru páry. Celková účinnost systému se pod jedním světelným zdrojem zvýšila o 91.5 procenta. Systém byl testován na vzorku z řeky Colorado v Texasu v USA. Systém odstranil kontaminaci vody ve formě těžkých kovů, bakterií, solí a zmírnil zásaditost a vytvořil čistou vodu pitné normy stanovené WHO.
Současná studie popisuje nový racionální design přenosného levného solárního systému pro sběr páry s 3D origami fototermálními materiály, který nabízí zlepšenou rychlost odpařování vody a sběr páry. Cena každé květinové struktury je méně než 2 centy a může úspěšně produkovat 2 litry čisté vody za hodinu na metr čtvereční. Tento design může být inspirací pro výrobu unikátních modelů solárního napařování pro výrobu čisté vody.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Li, W. a kol. 2019. Přenosný nízkotlaký solární sběrný unisystém s polypyrrolovými origami. Pokročilé materiály. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
