簡單工藝將水果廢料轉化為水淨化材料
太陽能蒸餾器為淨化髒水或鹹水提供了一種聰明而簡單的手段,但它們的工作速度相當緩慢。一種新的材料已被證明可以提高它們的性能,它是由本來會被丟棄的水果廢料製成的。
在其最基本的形式中,傳統的太陽能蒸餾器由一盆無法飲用的水開始,它被置於一個透明的蓋子下面。當水被太陽加熱時就會蒸發,在蓋子的內表面凝結。凝結的水–也就是純淨的水順著蓋子流下來,被收集在一個單獨的容器中供飲用。
為了以更快的速度加熱髒水/鹹水,科學家們已經開發出漂浮在其表面的材料,將陽光轉化為熱量。雖然這些材料已經由許多不同的成分製成,但它們通常使用從煤中獲得的碳。
新加坡南洋理工大學的Edison Ang助理教授及其同事為尋求一種成本更低、更環保的替代物,將目光投向了無需開採、可免費使用、否則將被簡單處理的東西–水果廢料。更具體地說,科學家們嘗試了椰子殼、橘子皮和香蕉皮。
在一個簡單的兩階段碳化過程中,水果廢料在850 ºC(1562 ºF)的溫度下被加熱數小時,並與鉬反應物混合。這樣做將廢物轉化為二維碳化鉬片,它屬於一種被稱為MXenes的金屬家族。除其他外,MXenes是親水的(吸引水),它們具有非常高的光熱轉換效率。
仔細觀察研究中使用的太陽能蒸餾器
當在一個小型太陽能蒸餾器中進行測試時,方形的光熱碳化鉬片被證明能夠非常有效地將太陽光轉化為熱量,使底層的模擬海水比其他情況下蒸發得更快。而且由於這種材料非常多孔,水蒸氣液滴能夠直接穿過它,隨後在蒸餾器的蓋子內側凝結。
從椰子殼中提取的材料效果最好,因為它將太陽光轉化為熱量的效率達到了94%。
Ang教授和他的團隊現在正在進一步開發這項技術,並正在尋求行業合作夥伴來幫助其商業化。