Tyrimas aprašo naują nešiojamąjį kompiuterį saulės- garuojanti surinkimo sistema su polimeriniu origami, kuri gali rinkti ir išvalyti vanduo už labai mažą kainą
Pasaulyje didėja švaros paklausa vanduo dėl gyventojų skaičiaus augimo, industrializacijos ir užteršimo bei mūsų išeikvojimo planetos gamtos turtai. Saulės-garinimas yra technika, kurioje saulės energija gali būti naudojamas valymui vanduo išgaruojant užterštos vanduo, iš naujo jį kondensuojant ir gaminant šviežią švarą vanduo. Ši technika yra švari, atsinaujinanti ir tvari ekologiška technologija, galinti išspręsti pasaulinį švaraus vandens trūkumą, naudojant daugybę vandens telkinių. saulės energijos. Stiprumas ir efektyvumas a saulės-garinimo sistema priklauso nuo jos konstrukcijos ir fototerminių medžiagų pasirinkimo. Dabartinė saulės-Garinimo technologijose naudojamos brangios, didelių gabaritų medžiagos, jų efektyvumas yra mažas ir našumas ribotas. Išliko iššūkis pagerinti našumą ir sumažinti išlaidas, kad būtų sukurtas lengvas ir nešiojamas saulės-garinimo sistema, kurią gali tiesiogiai naudoti asmenys.
Naujame tyrime, paskelbtame gegužės 28 d Advanced Materials Tyrėjai aprašo naują metodą saulės garinimas suprojektuojant nebrangų nešiojamąjį žemo slėgio valdymą saulės garuojanti surinkimo sistema, kuri gali surinkti ir išvalyti vanduo naudojant saulės spindulių energiją. Jie pasirinko fototerminę polimerinę medžiagą, vadinamą polipiroliu (PPy), kuri iš prigimties yra laidi, gerai žinoma dėl savo fototerminių savybių ir pasižymi dideliu efektyvumu saulės šviesą paverčiant šilumine šiluma. Įkvėptas gėlių rožės, unikalus šios saulės garų sistemos dizainas yra pagamintas iš 3D origami PPy-popieriaus kompozitų. „PPy rožė“, sudaryta iš sluoksniuotų juodų lakštų, suformuotų kaip žiedlapiai, buvo sukurta origami lankstymo ir cheminės PPy polimerizacijos būdu. Ši origami struktūra yra pritvirtinta prie stiebo formos medvilnės vamzdelio, kuriame surenkamas žalias / neapdorotas vanduo iš vandens šaltinio ir tiekiamas į PPy rožės struktūrą, esančią viršuje. Kad būtų išvengta tiesioginio PPy medžiagos ir tūrinio vandens kontakto, buvo naudojamas medvilnės infuzinis vamzdelis ir polistireninis putplastis.
Kartą negydomas vanduo pasiekė žiedlapius, PPy medžiaga gėlių struktūroje virsta vanduo į garus ir priemaišas natūraliai atsiskiria nuo vandens. Vėliau vandens garus reikia kondensuoti, o tada surinkti švarų vandenį naudojimui. Tyrėjai naudojo žemo slėgio sąlygą naudodami nešiojamąjį vakuuminį siurblį. Buvo pastebėta, kad tai žymiai padidino vandens išgaravimo ir vandens surinkimo greitį. Kai vanduo kondensuojasi, kompaktiškas ir tvirtas surenkamas stiklinis indas saugiai laiko švarų vandenį.
3D origamis suteikė žymiai didesnę šviesos sugertį ir padidino paviršiaus plotus vanduo garavimas, palyginti su įprastu 2D plokštuminiu dizainu. Dėl sumažėjusio kameros slėgio vandens išgaravimo ir surinkimo greitis padidėja 52 procentais. PPy origami pagerino vandens garavimą 71 proc., o garų surinkimo greitis taip pat buvo didesnis. Bendras sistemos efektyvumas prie vieno šviesos šaltinio padidėjo 91.5 proc. Sistema buvo išbandyta su pavyzdžiu iš Kolorado upės Teksase, JAV. Sistema pašalino vandens užterštumą sunkiųjų metalų, bakterijų, druskos pavidalu ir sumažino šarmingumą, gamindama švarų vandenį, atitinkantį PSO nustatytus geriamojo standartus.
Šiame tyrime aprašomas naujas racionalus nešiojamos nebrangios saulės garų surinkimo sistemos su 3D origami fototerminėmis medžiagomis dizainas, užtikrinantis geresnį vandens išgaravimą ir garų surinkimą. Kiekvienos gėlę primenančios konstrukcijos kaina nesiekia 2 centų ir per valandą viename kvadratiniame metre ji gali sėkmingai pagaminti 2 litrus švaraus vandens. Šis dizainas gali būti įkvėpimas sukurti unikalius saulės energijos garinimo modelius švaraus vandens gamybai.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Li, W. ir kt. 2019. Nešiojama žemo slėgio saulės garų surinkimo sistema su Polypyrrole Origamis. Pažangios medžiagos. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
