El nou nanocomposit millora l'evaporació solar per a la purificació d'aigua

L’escassetat global d’aigua potable és un problema greu per als humans. La purificació d’aigua consumeix una gran quantitat d’energia fòssil i genera contaminació secundària.
2022 1 20

L’evaporació interfacial solar-tèrmica s’ha considerat l’estratègia més prometedora per solucionar aquest problema. No obstant això, el desenvolupament d'un material optimitzat amb una conversió eficient de vapor solar i una bona tolerància ambiental continua sent difícil.

Els investigadors de l’Institut d’Enginyeria de Processos (IPE) de l’Acadèmia de Ciències xineses han desenvolupat un nanocomposit amorf de TA2O5/C ultra estable amb una evaporació solar, que pot millorar l’eficiència de la purificació d’aigua.

L’estudi es va publicar en materials avançats el 29 d’octubre.

"El control atòmic i de composició precís en el bloc de construcció d'HOMS realitza una estructura indirecta de banda amb estats energètics abundants al voltant del nivell de Fermi, que millora la relaxació no radiativa per facilitar la conversió fototèrmica", va dir el professor Wang Dan, l'autor corresponent de l'estudi, "L'estructura multisheled buida única pot millorar de manera eficient l'absorció de la llum com un Blackbody".

HOMS disminueix l’energia necessària per a l’evaporació d’aigua. Els resultats de la simulació mostren que els HOMS estableixen un gradient de camp tèrmic, proporcionant així la força motriu de l’evaporació de vapor.

"HOMS també beneficia el transport d'aigua", va dir Wang, "les cavitats confinades dels HOMS promouen la difusió de l'aigua líquida a causa de l'efecte de bombament capil·lar i els nanopores en HOMS indueixen molècules d'aigua per evaporar -se en forma de clústers, permetent així l'evaporació amb menys entalpia . "

Amb una fotoabsorció i una conversió fototèrmica altament eficients, s'ha aconseguit una velocitat d'evaporació súper ràpida de 4,02 kg M-2H-1. La velocitat d’evaporació amb prou feines va canviar al cap de 30 dies i sense acumulació de sal, cosa que indica una estabilitat a llarg termini.

Sobretot, la concentració de pseudovirus SC2-P es podria disminuir per sis ordres de magnitud després de l'evaporació.

Aquest compost amorf TA2O5/C es fabrica fàcilment fabricat, emmagatzemat i reciclat. Es pot aplicar a la purificació de l’aigua de mar o a l’aigua que conté metalls greus o bacteris, obtenint aigua potable que compleixi l’estàndard de l’Organització Mundial de la Salut.

Els científics de l’IPE preparen un prototip de dessalinització d’aigua de mar per als residents de les illes aïllades.