低成本,高效的太阳能海水淡化,用于安全饮用水

三层太阳能海水淡化单位

太阳能海水淡化装置由三层组成:吸芯材料、隔热材料和含钛的纸质太阳能吸收体。信贷:赵常

科学家培养了一种低成本,高效的技术,使用太阳能从海水中除去盐,生产安全饮用水。

尽管地球上有大量的水,但大部分都是不可饮用的海水。淡水仅占总量的2.5%左右,因此世界上很多地方都经历着严重的水资源短缺。

AIP进步,通过AIP出版,中国的科学家们报告了由太阳能提供动力的高效脱盐装置的开发。该装置由能够吸收太阳能的含硅层,钛或氮化钛氧化物组成。TINO在特殊类型的纸和泡沫上沉积,允许太阳能吸收器漂浮在海水上。

当阳光撞击钛层时,它会迅速加热并蒸发水。通过将单元放置在具有倾斜石英屋顶的透明容器中,可以冷凝和收集水蒸气,产生大量的淡水。

“在太阳能领域,TiNO是一种常见的商业太阳能吸收涂层,广泛应用于太阳能热水系统和光伏机组,”作者Chao Chang说。“它具有较高的太阳能吸收率和较低的热发射率,可以有效地将太阳能转化为热能。”

研究人员开发了一种利用磁控溅射技术沉积TiNO层的方法。他们使用了一种特殊类型的高渗透性的纸,称为气铺纸,作为吸芯材料从海水水库供水。气铺纸是由木质纤维制成的,通常用于一次性尿布。

蒸发单元包括三个部分:顶部的TINO层,保温绝缘体和底部的气候纸。绝缘层是聚乙烯泡沫,其具有许多充气孔,该孔捕获热量并允许多层单元漂浮在海水储存器的顶部,最小化到周围环境的热量损失。

“使用作为TINO太阳能吸收器的基材的多孔气体纸纸可以重复使用并再循环超过30次,”张表示。

盐水沉淀在TINIS表面上可能干扰效率,但即使在很长一段时间内发现的研究人员也没有形成盐层。他们建议纸张的多孔性质芯吸除表面上可能形成的盐,将其返回到海水储层。

普通海水的盐度超过75,000毫克盐。普通饮用水的盐度约为200毫克/升。海水淡化单位能够将海水盐度降低至每升少于2毫克。

低成本,高效率和污染的结合,对该脱盐技术表示有可能帮助解决世界淡水短缺。

参考文献:“用于高效海水淡化的多孔TiNO太阳能驱动界面蒸发器”,常超,刘敏,裴利林,陈国伟,王宗宇,纪玉龙,2021年4月27日,AIP进步
DOI:10.1063 / 5.0047390

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