Nanokompositi i ri përmirëson avullimin diellor për pastrimin e ujit

Mungesa globale e ujit të pijshëm është një problem i rëndë për njerëzit. Pastrimi i ujit konsumon një sasi të madhe të energjisë fosile dhe gjeneron ndotje sekondare.
2022 1 20

Avullimi ndërfacial diellor-termik është konsideruar strategjia më premtuese për adresimin e këtij problemi. Sidoqoftë, zhvillimi i një materiali të optimizuar që përmban të dy konvertimin efikas të avullit diellor dhe tolerancën e mirë mjedisore mbetet ende sfiduese.

Studiuesit nga Instituti i Inxhinierisë së Procesit (IPE) të Akademisë së Shkencave Kineze kanë zhvilluar një nanokomposite ultra të qëndrueshme amorfe TA2O5/C me një strukturë të uritur të shumëfishtë (HOMS) për avullimin diellor, i cili mund të përmirësojë efikasitetin e pastrimit të ujit.

Studimi u botua në Materiale të Avancuara më 29 Tetor.

"Kontrolli i saktë atomik dhe përbërja në bllokun ndërtimor të HOM -ve realizon një strukturë indirekte të bandgapit me gjendje të bollshme të energjisë rreth nivelit Fermi, i cili rrit relaksim jo -rrezatues për të lehtësuar shndërrimin fototermal", tha Prof. Wang Dan, autori përkatës i studimit, "Struktura unike e multisheled e uritur mund të përmirësojë në mënyrë efikase thithjen e dritës si një i zi."

HOM -të zvogëlojnë energjinë e kërkuar për avullimin e ujit. Rezultatet e simulimit tregojnë se HOMS krijon një gradient termik në terren, duke siguruar kështu forcën lëvizëse për avullimin e avullit.

"Homs gjithashtu përfiton nga transporti i ujit", tha Wang, "zgavrat e mbyllura në HOM promovojnë shpërndarjen e ujit të lëngshëm për shkak të efektit të pompimit kapilar, dhe nanopores në HOM shkaktojnë molekula uji për të avulluar në formën e grupimeve, duke mundësuar kështu avullimin me më pak entalpy. "

Me fotoabsorption shumë efikas dhe konvertim fototermal, është arritur një shpejtësi super e shpejtë e avullimit prej 4.02 kg m-2h-1. Shpejtësia e avullimit mezi ndryshoi pas 30 ditësh, dhe pa akumulim kripe, duke treguar një stabilitet afatgjatë.

Veçanërisht, përqendrimi i pseudovirusit SC2-P mund të ulet me gjashtë urdhra të madhësisë pas avullimit.

Kjo kompozitë amorfe TA2O5/C është fabrikuar, bartur, ruajtur dhe riciklohet lehtësisht. Mund të zbatohet për pastrimin e ujit të detit, ose për ujë të rëndë ose ujë që përmban baktere, duke marrë ujë të pijshëm që plotëson standardin e Organizatës Botërore të Shëndetit.

Shkencëtarët nga IPE po përgatisin një prototip të desalinimit të detit për banorët në ishuj të izoluar.