O novo nanocomposito mellora a evaporación solar para a purificación da auga

A escaseza de auga potable global é un grave problema para os humanos. A purificación da auga consume unha gran cantidade de enerxía fósil e xera contaminación secundaria.
2022 1 20

A evaporación interfacial solar-térmica foi considerada a estratexia máis prometedora para resolver este problema. Non obstante, desenvolver un material optimizado con unha conversión eficiente de vapor solar e unha boa tolerancia ambiental segue sendo difícil.

Investigadores do Instituto de Enxeñaría de Procesos (IPE) da Academia Chinesa de Ciencias desenvolveron un nanocomposito ultra-estable TA2O5/C amorfo cunha estrutura multiscribida oca (HOM) para a evaporación solar, que pode mellorar a eficiencia da purificación de auga.

O estudo publicouse en materiais avanzados o 29 de outubro.

"O control preciso atómico e de composición no bloque de Homs realiza unha estrutura de banda indirecta con abundantes estados de enerxía ao redor do nivel de Fermi, que mellora a relaxación non radiativa para facilitar a conversión fototérmica", dixo o profesor Wang Dan, o autor correspondente do estudo, "A única estrutura multircalida oca pode aumentar de xeito eficiente a absorción de luz como un negro."

Homs diminúe a enerxía necesaria para a evaporación da auga. Os resultados da simulación demostran que HOMS establece un gradiente de campo térmico, proporcionando así a forza motriz para a evaporación do vapor.

"Homs tamén beneficia o transporte de auga", dixo Wang, "as cavidades confinadas en Homs promoven a difusión de auga líquida debido ao efecto de bombeo capilar, e os nanopores en Homs inducen moléculas de auga a evaporarse en forma de clusters, permitindo así a evaporación con menos entalpía . "

Con fotoabsorción e conversión fototérmica altamente eficiente, logrouse unha velocidade de evaporación moi rápida de 4,02 kg M-2H-1. A velocidade de evaporación apenas cambiou despois de 30 días e sen acumulación de sal, o que indica unha estabilidade a longo prazo.

Destacable, a concentración de pseudovirus SC2-P podería diminuír en seis ordes de magnitude despois da evaporación.

Este composto amorfo TA2O5/C está facilmente fabricado, transportado, almacenado e reciclado. Pódese aplicar á purificación da auga de mar ou á auga que contén bacterias ou bacterias, obtendo auga potable que cumpra o estándar da Organización Mundial da Saúde.

Os científicos da IPE están preparando un prototipo de desalinización de auga de mar para os residentes en illas illadas.