Forschungsteam veröffentlicht Übersichtsstudie verbleibend Grenzflächen-Solarverdampfungssysteme

Süßwasser ist pro dasjenige menschliche Leben unerlässlich, und die Mangel von Süßwasser ist heute in Teilen dieser Welt ein kritisches Problem. In den letzten Jahren nach sich ziehen Wissenschaftler große Anstrengungen unternommen, um Entsalzungstechnologien zu prosperieren, damit aus Meerwasser sauberes Wasser hergestellt werden kann. Die solare Grenzflächenverdunstung (ISE) ist eine vielversprechende Technologie zur Linderung dieser weltweiten Süßwasserknappheit. Ein Forscherteam hat eine Übersichtsstudie dieser verfügbaren Strategien zum Haftanstalt effizienter ISE-Systeme durchgeführt.

Dies Papier des Teams untersucht den Kraft-Nexus in zweidimensionalen und dreidimensionalen Solarverdampfern und überprüft die Strategien pro dasjenige Formgebung und die Herstellung von hocheffizienten ISE-Systemen. Ihre zusammengefasste Arbeit bietet Perspektiven, um dasjenige zukünftige Formgebung von ISE-Systemen in Richtung praktischer Anwendungen zu lenken.

ISE ist eine Entsalzungstechnologie, die Süßwasser durch kombinieren umweltfreundlichen und nachhaltigen Prozess produziert. Nebst dieser Technologie wird Sonnenenergie genutzt, um Wasser zu verdampfen und zu reinigen. Die Technologie verwendet photothermische Verdampfer, um Wärme aus Sonnenlicht umzuwandeln, die an dieser Verdunstungsoberfläche lokalisiert wird, um eine effiziente Dampferzeugung zu glücken, anstatt sie an dasjenige Hauptwasser und die Umgebung abzugeben.

Herkömmliche Entsalzungstechnologien wie Membranfiltration und thermische Destillation verbrauchen große Mengen an Strom aus fossilen Brennstoffen und gelten von dort wie nicht umweltfreundlich. Wissenschaftler suchen weiterhin nachdem neuen Entsalzungstechnologien, die grüne und nachhaltige Energiequellen nutzen. Jüngste Funktionieren in ISE-Technologien konzentrierten sich hauptsächlich gen die Optimierung des Energiemanagements.

Forscher nach sich ziehen dasjenige photothermische Werkstoff und dasjenige Verdampferdesign mit dem Ziel verbessert, eine effizientere Energienutzung zu glücken. Dies wird durch drei Wege erreicht: Minimierung des Energieverlusts vom Verdampfungssystem an die Umgebung, Verlängerung dieser Energiezufuhr aus dieser Umgebung zur Verbesserung des Verdampfungsprozesses und Verringerung dieser Verdampfungsenthalpie, damit dieser Verdampfungsprozess effizienter wird.

Die Beurteilung des Teams fasst welche Wege zur Verbesserung dieser praktischen solaren Verdunstungsleistung wissenschaftlich zusammen. „Wir zeigen spürbar, dass die Verdampfungsrate erheblich gesteigert werden kann, während entweder Materialien mit hocheffizienter Licht-in-Wärme-Umwandlung oder Strukturdesign von hochmodernen Verdampfern mit intelligenten Energiemanagementstrategien verwendet werden“, sagte Lithium Yu, Professor an dieser Technische Universität Shenzhen.

„Die Hauptprinzipien pro eine hocheffiziente solare Verdunstung sind die Vermeidung von Energieverlusten dieser Verdunstungssysteme an die Umgebung, die Verlängerung des Energieeintrags aus dieser Umgebungsluft und dem Hauptwasser, die vollständige Nutzung dieser schon in den Verdunstungssystemen vorhandenen Kraft und die Verringerung dieser Verdunstung Enthalpie“, sagte Haolan Xu, Professor an dieser University of South Australia.

Dies Team gibt fünf Empfehlungen, die im Rahmen dieser Umstellung von ISE-Systemen dieser nächsten Generation gen praktische Anwendungen berücksichtigt werden sollten:

+ Die erste Empfehlungsschreiben ist die Lehrbuch neuer Energiequellen pro ISE. Da die Intensität des Sonnenlichts erheblich variiert, ist es wichtig, neue Energiequellen pro Ganztägig-, Allwetter- und Ganzjahres-ISE-Systeme zu erkunden.

+ Die zweite Empfehlungsschreiben ist die kontinuierliche Untersuchung neuartiger photothermischer Materialien. Dies Team schlägt vor, dass sich die nächste Stufe dieser Fortgang photothermischer Materialien gen die Maximierung dieser Nutzung thermischer Kraft sowohl im Makro- wie im gleichen Sinne im Mikro-Nanobereich unterordnen muss.

+ Die dritte Empfehlungsschreiben besteht darin, innovative Konstruktionen pro photothermische Verdampfer zu untersuchen. Jene Verdampfer dieser nächsten Generation sollen die Energiegewinnung und Wasserverdunstung maximieren und synchron den Wasserfluss verbessern, um eine ausgewogene Wasserversorgung und Verdunstung sicherzustellen.

+ Die vierte Empfehlungsschreiben ist, die Wasserproduktion gen begrenztem Raum zu verbessern. In einem ISE-System sind Wasserverdampfung und -sammlung zwei Hauptteile. Obwohl Forscher sehr hohe solare Verdunstungsraten erreicht nach sich ziehen, wird selten verbleibend eine hocheffiziente Wassersammlung berichtet. ISE-Systeme dieser nächsten Generation zu tun sein verbleibend ein hervorragendes Wasserverdampfungsmodul und ein effizientes Dampfkondensationsmodul verfügen, dasjenige in kombinieren kompakten Raum passt.

+ Die fünfte Empfehlungsschreiben des Teams konzentriert sich gen die Geltung dieser Fortgang großer ISE-Systeme pro praktische Anwendungen wie Meerwasserentsalzung und Abwasserbehandlung. Sie züchtigen vor, kleine Verdampfer wie Einheiten herzustellen und zu einem größeren Verbundsystem zusammenzubauen.

Mit Blick gen die Zukunft sieht dasjenige Team dasjenige Potenzial pro ISE-Technologien, die praktische Anwendungen zur Störungsbehebung des Problems dieser Süßwasserknappheit eröffnen. „Im aktuellen Kontext dieser weltweiten Mangel an sauberem Wasser und dieser Bekräftigung von Technologien mit geringem Kohlendioxid-Emission wird ISE jetzt wie eine dieser vielversprechendsten Technologien zur Störungsbehebung dieser globalen Probleme dieser Mangel an sauberem Wasser akzeptiert. Es ist jedoch noch ein langer Weg, um voranzukommen die realen Anwendungen dieser ISE-Technologie voranzutreiben“, sagte Yingying Zhang, Professor an dieser Tsinghua-Universität.

Zum Forschungsteam in Besitz sein von Yida Wang von dieser Tsinghua University und dieser University of South Australia; Junqing Hu und Lithium Yu von dieser Shenzhen Technology University; Xuan Wu und Haolan Xu von dieser University of South Australia; und Yingying Zhang von dieser Tsinghua-Universität.

Die Wissenschaft wird von dieser Patriotisch Natural Science Foundation of VR China, dem Patriotisch Key Basic Research and Development Program, dem Shenzhen Science and Technology Research Project und dem Australian Research Council finanziert.

Forschungsbericht: Jüngste Fortschritte im Rahmen Photodetektoren gen Fundament von Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Filmen und Benutzung in dieser optoelektronischen Integration.

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Tsinghua Universität

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