การศึกษาอธิบายนวนิยายแบบพกพา โซลา-ระบบรวบรวมไอน้ำด้วยโพลีเมอร์ origami ซึ่งสามารถรวบรวมและทำให้บริสุทธิ์ได้ น้ำ ด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก
มีความต้องการความสะอาดทั่วโลกเพิ่มขึ้น น้ำ เนื่องจากการเติบโตของประชากร การพัฒนาอุตสาหกรรม และการปนเปื้อน และการหมดสิ้นไปของเรา ดาวเคราะห์ ทรัพยากรธรรมชาติ. พลังงานแสงอาทิตย์-การนึ่งเป็นเทคนิคที่ พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถใช้ชำระล้างได้ น้ำ โดยการระเหยสิ่งปนเปื้อน น้ำกลั่นตัวใหม่ให้สะอาดสดชื่น น้ำ- เทคนิคนี้เป็นเทคโนโลยีสีเขียวที่สะอาด หมุนเวียนได้ และยั่งยืน ซึ่งมีศักยภาพในการแก้ไขปัญหาการขาดแคลนน้ำสะอาดทั่วโลกโดยการใช้ความอุดมสมบูรณ์ของ โซลา พลังงาน. ความแข็งแกร่งและประสิทธิภาพของก โซลา-ระบบไอน้ำขึ้นอยู่กับการออกแบบและการเลือกใช้วัสดุความร้อนจากความร้อน ปัจจุบัน โซลา-เทคโนโลยีการพ่นไอน้ำใช้วัสดุขนาดใหญ่และมีราคาแพง มีประสิทธิภาพต่ำและมีผลผลิตจำกัด ยังคงเป็นความท้าทายในการเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนเพื่อการออกแบบให้มีน้ำหนักเบาและพกพาได้ โซลา-ระบบนึ่งซึ่งบุคคลสามารถใช้งานได้โดยตรง
ในการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 28 พฤษภาคมใน วัสดุขั้นสูง นักวิจัยบรรยายถึงวิธีการใหม่สำหรับ โซลา นึ่งด้วยการออกแบบเครื่องควบคุมแรงดันต่ำแบบพกพาราคาประหยัด โซลา ระบบรวบรวมไอน้ำซึ่งสามารถรวบรวมและทำให้บริสุทธิ์ น้ำ โดยใช้พลังงานจากแสงแดด พวกเขาเลือกวัสดุพอลิเมอร์ความร้อนใต้พิภพที่เรียกว่า Polypyrrole (PPy) ซึ่งเป็นวัสดุนำไฟฟ้าโดยธรรมชาติ มีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติความร้อนจากความร้อน และมีประสิทธิภาพสูงในการแปลงแสงจากแสงอาทิตย์ให้เป็นความร้อนจากความร้อน แรงบันดาลใจจากดอกกุหลาบ การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของระบบนึ่งพลังงานแสงอาทิตย์นี้ทำจากกระดาษคอมโพสิต 3D origami PPy 'ดอกกุหลาบ PPy' ซึ่งประกอบขึ้นจากแผ่นสีดำหลายชั้นที่มีรูปร่างเป็นกลีบ ถูกสร้างขึ้นโดยการพับกระดาษโอริกามิและปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันทางเคมีของ PPy โครงสร้างโอริกามินี้ติดอยู่กับท่อผสมสำลีที่มีลักษณะคล้ายก้าน ซึ่งจะรวบรวมน้ำดิบ/น้ำที่ไม่ผ่านการบำบัดจากแหล่งน้ำ และป้อนให้กับโครงสร้างดอกกุหลาบ PPy ที่วางอยู่ด้านบน ท่อผสมฝ้ายและโฟมโพลีสไตรีนถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันการสัมผัสโดยตรงระหว่างวัสดุ PPy และน้ำปริมาณมาก
เมื่อไม่ได้รับการรักษา น้ำ ถึงกลีบ วัสดุ PPy ในโครงสร้างดอกไม้จะเปลี่ยน น้ำ กลายเป็นไอน้ำและสิ่งสกปรกที่แยกออกจากน้ำตามธรรมชาติ ต่อมาต้องควบแน่นไอน้ำและเก็บน้ำสะอาดไว้ใช้ นักวิจัยใช้สภาวะแรงดันต่ำโดยใช้ปั๊มสุญญากาศแบบพกพา พบว่าสิ่งนี้ช่วยเพิ่มอัตราการระเหยของน้ำและการกักเก็บน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อน้ำกลั่นตัวแล้ว ขวดแก้วเก็บน้ำขนาดกะทัดรัดและทนทานจะกักเก็บน้ำสะอาดได้อย่างปลอดภัย
origamis 3 มิติให้การดูดซับแสงที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับ น้ำ การระเหยเมื่อเปรียบเทียบกับการออกแบบระนาบ 2 มิติทั่วไป อัตราการระเหยและการรวบรวมน้ำเพิ่มขึ้น 52 เปอร์เซ็นต์เนื่องจากแรงดันในห้องลดลง PPy origami ปรับปรุงการระเหยของน้ำได้ถึง 71 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการกักเก็บไอน้ำก็สูงขึ้นเช่นกัน ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบเพิ่มขึ้น 91.5 เปอร์เซ็นต์ภายใต้แหล่งกำเนิดแสงเพียงแหล่งเดียว ระบบได้รับการทดสอบกับตัวอย่างจากแม่น้ำโคโลราโดในรัฐเท็กซัส ประเทศสหรัฐอเมริกา ระบบกำจัดการปนเปื้อนของน้ำในรูปของโลหะหนัก แบคทีเรีย เกลือ และบรรเทาความเป็นด่างในการผลิตน้ำสะอาดตามมาตรฐานการดื่ม ตามที่กำหนดโดย WHO
การศึกษาในปัจจุบันอธิบายถึงการออกแบบที่มีเหตุผลแบบใหม่ของระบบเก็บไอน้ำพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาราคาประหยัดด้วยวัสดุความร้อนจากแสงแดดแบบโอะริงะมิ 3 มิติ ซึ่งให้อัตราการระเหยของน้ำและการเก็บไอน้ำที่ดีขึ้น ต้นทุนของโครงสร้างคล้ายดอกไม้แต่ละอันน้อยกว่า 2 เซ็นต์และสามารถผลิตน้ำสะอาดได้ 2 ลิตรต่อชั่วโมงต่อตารางเมตร การออกแบบนี้สามารถเป็นแรงบันดาลใจในการสร้างแบบจำลองเฉพาะของไอน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการผลิตน้ำสะอาด
***
{คุณสามารถอ่านรายงานการวิจัยต้นฉบับได้โดยคลิกลิงก์ DOI ที่ระบุด้านล่างในรายการแหล่งที่มาที่อ้างอิง}
แหล่งที่มา (s)
Li, W. และคณะ พ.ศ. 2019 ระบบ Unisystem การรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์แรงดันต่ำแบบพกพาพร้อม Polypyrrole Origamis วัสดุขั้นสูง http://doi.org/10.1002/adma.201900720
