A tanulmány egy újszerű hordozható eszközt ír le nap- gőzölő gyűjtőrendszer polimer origamival, amely összegyűjti és tisztítja víz nagyon alacsony költséggel
Világszerte egyre nagyobb az igény a tisztaság iránt víz a népesség növekedése, az iparosodás, valamint a szennyeződés és a kimerülés miatt a bolygóé természetes erőforrások. Nap-a gőzölés olyan technika, amelyben napenergia tisztítására használható víz a szennyezett elpárologtatásával víz, újra lecsapódik és friss tiszta víz. Ez a technika egy tiszta, megújuló és fenntartható zöld technológia, amely képes kezelni a globális tiszta vízhiányt a rengeteg víz felhasználásával. nap energia. Az ereje és hatékonysága a nap-gőzölési rendszer a kialakításától és a fototermikus anyagok megválasztásától függ. Jelenlegi nap- A gőzölési technológiák drága, terjedelmes anyagokat használnak, alacsony hatásfokkal és korlátozott teljesítményükkel. Továbbra is kihívást jelent a teljesítmény növelése és a költségek csökkentése a könnyű és hordozható készülék kialakítása érdekében nap-gőzölő rendszer, amelyet egyének közvetlenül használhatnak.
Egy új tanulmányban, amelyet május 28-án tettek közzé Advanced Materials a kutatók egy új módszert írnak le nap gőzölés egy alacsony költségű hordozható alacsony nyomású vezérléssel nap gőzölő gyűjtőrendszer, amely összegyűjti és tisztítja víz napfényből származó energia felhasználásával. A Polypyrrol (PPy) nevű fototermikus polimer anyagot választották, amely a természetben vezetőképes, fototermikus tulajdonságairól jól ismert, és nagy hatékonysággal alakítja át a napfényt hőhővé. A virágrózsa által ihletett napelemes gőzölő rendszer egyedi kialakítása 3D origami PPy-papír kompozitokból készült. Egy „PPy rózsa”, amely szirmokként formált, réteges fekete lapokból áll, origami hajtogatással és a PPy kémiai polimerizációjával jött létre. Ez az origami szerkezet egy szárszerű pamuttal ellátott csőhöz van rögzítve, amely összegyűjti a nyers/kezeletlen vizet egy vízforrásból, és a tetején elhelyezett PPy rózsaszerkezethez táplálja. Pamut infúziós csövet és polisztirolhabot használtak a PPy anyag és az ömlesztett víz közötti közvetlen érintkezés megakadályozására.
Egyszer kezeletlen víz elérte a szirmokat, PPy anyag a virágszerkezetben fordul víz gőzbe és a víztől természetesen elkülönülő szennyeződésekbe. Ezt követően a vízgőzt kondenzálni kell, majd tiszta vizet kell összegyűjteni a felhasználáshoz. A kutatók alacsony nyomású állapotot használtak egy hordozható vákuumszivattyú segítségével. Ez jelentősen megnövelte mind a víz párolgási, mind a vízgyűjtési sebességet. A víz lecsapódása után a kompakt és erős gyűjtőedény biztonságosan tárolja a tiszta vizet.
A 3D origamis lényegesen nagyobb fényelnyelést és megnövelt felületet biztosított víz párolgás a hagyományos 2D sík kialakításhoz képest. A víz párolgási és összegyűjtési sebessége 52 százalékkal nő a kamranyomás csökkenése miatt. A PPy origami 71 százalékkal javította a víz párolgást, és magasabb gőzgyűjtési arányt is észleltek. A rendszer általános hatékonysága 91.5 százalékkal nőtt egyetlen fényforrás mellett. A rendszert a Colorado folyóból származó mintán tesztelték Texas államban, az Egyesült Államokban. A rendszer eltávolította a víz szennyeződését nehézfémek, baktériumok, só formájában, és enyhíti a lúgosságot, így tiszta vizet állít elő a WHO által meghatározott ivási szabványoknak megfelelően.
A jelenlegi tanulmány egy hordozható, olcsó, napenergiával működő gőzgyűjtő rendszer újszerű és ésszerű kialakítását írja le 3D origami fototermikus anyagokkal, amely jobb vízpárolgást és gőzgyűjtést tesz lehetővé. Egy-egy virágszerű szerkezet ára kevesebb, mint 2 cent, és négyzetméterenként óránként 2 liter tiszta vizet tud sikeresen előállítani. Ez a kialakítás ihletet adhat a napenergiával történő gőzölés egyedi modelljeinek elkészítéséhez a tiszta víz előállításához.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Li, W. et al. 2019. Hordozható alacsony nyomású szoláris gőzölő-gyűjtő Unisystem Polypyrrole Origamis-szal. Speciális anyagok. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
