{chức vụ}

Nanocompozit mới cải thiện sự bốc hơi mặt trời để lọc nước

Sự khan hiếm nước uống toàn cầu là một vấn đề nghiêm trọng đối với con người. Tinh chế nước tiêu thụ một lượng lớn năng lượng hóa thạch và tạo ra ô nhiễm thứ cấp.
2022 1 20

Sự bay hơi giao thoa mặt trời đã được coi là chiến lược hứa hẹn nhất để giải quyết vấn đề này. Tuy nhiên, việc phát triển một vật liệu được tối ưu hóa có cả chuyển đổi bình lượng mặt trời hiệu quả và khả năng chịu đựng môi trường tốt vẫn còn đầy thách thức.

Các nhà nghiên cứu từ Viện Kỹ thuật Quy trình (IPE) của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một nanocompozit TA2O5/C vô định hình cực kỳ ổn định với cấu trúc đa dòng rỗng (HOMS) để bay hơi năng lượng mặt trời, có thể cải thiện hiệu quả của việc tinh chế nước.

Nghiên cứu được công bố trên các vật liệu tiên tiến vào ngày 29 tháng 10.

Giáo sư Wang Dan, tác giả tương ứng của nghiên cứu, cho biết: "Điều khiển nguyên tử và thành phần chính xác trong khối xây dựng của Homs hiện thực hóa cấu trúc bandgap gián tiếp với các trạng thái năng lượng phong phú xung quanh cấp độ Fermi, giúp tăng cường sự thư giãn không điều khiển để tạo điều kiện chuyển đổi quang nhiệt", Giáo sư Wang Dan, tác giả tương ứng của nghiên cứu, "Cấu trúc đa dạng rỗng độc đáo có thể tăng cường hiệu quả sự hấp thụ ánh sáng như một người da đen."

Homs làm giảm năng lượng cần thiết cho sự bay hơi của nước. Kết quả mô phỏng cho thấy HOMS thiết lập một gradient trường nhiệt, do đó cung cấp động lực cho sự bay hơi của hơi.

"Homs cũng có lợi cho việc vận chuyển nước", Wang nói, "các khoang giới hạn trong HOMS thúc đẩy sự khuếch tán nước lỏng do hiệu ứng bơm mao dẫn và các nanopores trong HOMS gây ra các phân tử nước để bay hơi dưới dạng cụm . "

Với sự hấp thụ quang hóa hiệu quả cao và chuyển đổi quang nhiệt, tốc độ bay hơi siêu nhanh là 4,02 kg M-2H-1 đã đạt được. Tốc độ bay hơi hầu như không thay đổi sau 30 ngày và không có sự tích lũy muối, cho thấy sự ổn định lâu dài.

Đáng chú ý, nồng độ pseudovirus SC2-P có thể bị giảm theo sáu bậc độ lớn sau khi bay hơi.

Tổng hợp TA2O5/C vô định hình này được chế tạo, mang, lưu trữ và tái chế. Nó có thể được áp dụng cho việc tinh chế nước biển, hoặc nước có chứa kim loại nặng hoặc vi khuẩn, lấy nước uống có thể đáp ứng tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới.

Các nhà khoa học từ IPE đang chuẩn bị một nguyên mẫu của việc khử mặn nước biển cho cư dân trên các đảo bị cô lập.