Nanocomposite baru meningkatkan penyejatan solar untuk pembersihan air

Kekurangan air minuman global adalah masalah yang teruk bagi manusia. Pembersihan air menggunakan sejumlah besar tenaga fosil dan menghasilkan pencemaran sekunder.
2022 1 20

Penyejatan interfacial solar-terma telah dianggap sebagai strategi yang paling menjanjikan untuk menangani masalah ini. Walau bagaimanapun, membangunkan bahan yang dioptimumkan yang memaparkan penukaran suria-wap solar yang cekap dan toleransi alam sekitar yang baik masih tetap mencabar.

Penyelidik dari Institut Kejuruteraan Proses (IPE) Akademi Sains Cina telah membangunkan nanocomposite TA2O5/C yang sangat stabil dengan struktur multishelled (HOMS) untuk penyejatan solar, yang dapat meningkatkan kecekapan pembersihan air.

Kajian ini diterbitkan dalam Bahan Lanjutan pada 29 Oktober.

"Kawalan atom dan komposisi yang tepat di blok bangunan Homs menyedari struktur bandgap tidak langsung dengan keadaan tenaga yang berlimpah di sekitar tahap Fermi, yang meningkatkan kelonggaran nonradiatif untuk memudahkan penukaran fototerma," kata Prof. Wang Dan, pengarang yang sepadan dalam kajian itu, "Struktur multishell yang unik dapat meningkatkan penyerapan cahaya dengan cekap seperti orang kulit hitam."

HOMS mengurangkan tenaga yang diperlukan untuk penyejatan air. Hasil simulasi menunjukkan bahawa HOMS menetapkan kecerunan medan terma, dengan itu menyediakan daya penggerak untuk penyejatan wap.

"Homs juga memberi manfaat kepada pengangkutan air," kata Wang, "rongga yang terkurung di Homs menggalakkan penyebaran air cecair akibat kesan mengepam kapilari, dan nanopores di HOMS mendorong molekul air untuk menguap dalam bentuk kluster, dengan itu membolehkan penyejatan dengan kurang menarik . "

Dengan photoabsorpsi yang sangat cekap dan penukaran fototerma, kelajuan penyejatan super cepat 4.02 kg M-2H-1 telah dicapai. Kelajuan penyejatan hampir tidak berubah selepas 30 hari, dan tanpa pengumpulan garam, menunjukkan kestabilan jangka panjang.

Terutama, kepekatan pseudovirus SC2-P boleh dikurangkan dengan enam pesanan magnitud selepas penyejatan.

Komposit TA2O5/C amorf ini mudah dibuat, dibawa, disimpan, dan dikitar semula. Ia boleh digunakan untuk penyucian air laut, atau air yang mengandungi logam atau bakteria yang berat, mendapatkan air yang boleh diminum yang memenuhi standard organisasi kesihatan dunia.

Para saintis dari IPE sedang menyediakan prototaip penyahgaraman air laut untuk penduduk di pulau -pulau terpencil.