低成本玫瑰形太陽能蒸汽裝置能更高效地淨化被污染的水
據外媒報導,馬里蘭大學的研究人員已經用碳化木材實現高效實惠的光熱水淨化裝置。現在來自得克薩斯大學奧斯汀分校的新水淨化系統提供了改進的性能,並複制了玫瑰花的結構。
由得克薩斯大學奧斯汀分校副教授Donglei (Emma) Fan領導的團隊開始使用塗有黑色聚合物(稱為聚吡咯)的圓形紙片- 這種聚合物能將太陽光轉化為熱能。儘管這些紙張最初顯示出涉及太陽能蒸汽生成技術的前景,儘管它們在實際應用中效率不高。
受到她讀過的一本名為《黑色鬱金香》的書的啟發,Emma開始嘗試將多張紙放在一個玻璃罐子裡的玫瑰花瓣狀排列中。然後通過管子將被污染的水吸入其中,該管向下延伸到下面的容器中。
結果發現,這種設置允許更多的陽光照射聚吡咯,因為未被一張紙吸收的光被反射到另一張紙上。另外,增加了水蒸氣消散的表面積。
因此,玫瑰形太陽能蒸汽裝置現在利用1平方米的材料每小時能夠獲得超過1.9升的淨化水。污染水中存在的任何重金屬或細菌在轉變為蒸汽時都會留下,並與海水中存在的任何鹽一起留下。該技術成本也很低,因為每個結構的成本不到2美分。相比之下,研究人員表示,其他太陽能蒸汽系統往往成本高、體積大、產生的清水量相對較少。
“我們合理設計和低成本製造3D摺紙光熱材料代表了首創的便攜式低壓太陽能蒸汽收集系統,”該研究論文的第一作者,博士候選人Weigu Li說道。“這可以激發個人和家庭清潔水生產中新的太陽能蒸汽技術範例。”
該論文最近發表在《先進材料》雜誌上。