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>vwinchina德赢>生物合成可持续分层太阳能蒸汽发生器

抽象:
水是生命的生存至关重要。但是,水资源短缺已成为现代社会的一大难题。如今,世界人口生活在水缺乏地区的五分之一,特别是在没有电的地方。对于人们在这些领域,获得清洁的饮用水往往是一项艰巨的任务。因此,他们迫切需要一个有效的,低成本的,可持续的,方便的技术和设备,以产生干净的水。太阳能是地球上最丰富和广泛的资源之一。太阳能水净化技术是简单且有效的从非饮用水源,例如湖泊水,污水或海水获得清洁的饮用水。

生物合成的可持续层次太阳能蒸汽发生器

合肥,中国|发表于2020年7月10日

如今,来自中国科学技术(USTC)大学的舒鸿禹教授领导的研究小组报告的有效和可持续的仿生分层太阳能蒸汽基于细菌纤维素(BC)纳米复合材料发生器(HSSG)。此HSSG通过一步法气溶胶辅助生物合成工艺制造。所设计的微生物合成处理可以成功地与纳米材料的沉积组合,并且复杂的仿生分层结构简单且有效地构造。此HSSG的分层结构包含具有不同功能,包括碳纳米管/ BC,用于支承和输送水的玻璃泡/ BC和木材基材的隔热层的光吸收层3层的连续的层。在HSSG,BC水凝胶的三维(3D)的纤维素纳米纤维网络显著降低了能耗到液态水转化成蒸汽和加速水的蒸发。由于HSSG,高蒸发速率的纳米复合材料的分层结构的设计和降低的蒸发焓2.9公斤M-2 H-1和太阳能到蒸气,可以实现80%的效率。

在这种HSSG,分层结构的纳米复合材料生长的木质基材上,并通过纳米纤维的BC网络木材基材紧密结合。BC纳米纤维交联与木材中的纤维素形成木材浸润层,其作为木材和BC的纳米复合材料层之间的牢固的粘合剂。这种结构保证从木材到BC纳米复合材料层中的快速运输水,使它们牢固地附着在木材基材,其提供热绝缘和水运输的结构基础。玻璃泡是微尺度的空心玻璃球,其提供热绝缘和水运输的结构基础。在装置的顶部,所述碳纳米管和BC纳米复合材料层具有复杂的隔行结构,其中碳纳米管和纤维素纳米纤维构成的纳米纤维的双网。在该双网,碳纳米管充当高效太阳能光吸收剂和BC纳米纤维被用于运输水和减少蒸发的能量消耗。木材,玻璃泡/ BC和碳纳米管的这种多层结构/ BC被设计为实现快速水运,热管理,有效的光吸收和减少的汽化能量消耗。此外,系统地研究的蒸发速率,能效和蒸发的能量消耗,该球队提供引导线示出的汽化热焓不同的新的二维图表之间的关系。这个理论分析法显示了潜在的在用于蒸发速率太阳能蒸汽发生器设备分析不同的功能部件的贡献。

与太阳能水质净化等技术相比,HSSG蒸发率,能源效率,可持续性和成本,这使它成为一个有前途的技术为未来的水净化有很大的优势。

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86-551-636-07280

中国科学技术版权所有©大学(USTC)

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