Mank dlo fre se yon defi de pli zan pli grav pou devlopman sosyal. Yo rapòte ke 29% nan popilasyon mondyal la manke dlo potab, ak demann pou dlo pwòp ap toujou ogmante akòz kwasans popilasyon ak pwoblèm anviwònman an. Dlo pwòp ki asosye ak asenisman se patikilyèman enpòtan nan yon kontèks epidemi aktyèl maladi coronavirus (Neocoronavirus nemoni). Evaporasyon dlo ki mache ak solè konsidere kòm youn nan teknoloji ki pi pwomèt pou pwodui dlo pwòp nan dlo lanmè ak dlo ize lè l sèvi avèk limyè solèy la kòm sèl antre enèji. Teknoloji a depann anpil sou absòbe solè, ki aji kòm evaporateur pou konvèti enèji solè an chalè pou pwodui vapè. Pou reyalize gwo pousantaj evaporasyon dlo ak efikasite konvèsyon chalè solè, materyèl ideyal la ta dwe gen yon pakèt absorpsyon pou itilize avèk efikasite yon gwo pati nan spectre solè, konduktiviti tèmik ki ba pou siprime pèt chalè, ak twa dimansyon (3D) chanèl pore pou transpò dlo efikas. Jiska prezan, syantis yo te devlope divès kalite materyèl fototèmik ki baze sou kabòn (egzanp, grafèn oswa nanotub kabòn), polymère, metal ak oksid metal ak ibrid yo, elatriye.
Syantis yo te travay di pou eksplore ak fè anpil zouti nan dènye ane yo, kidonk ann aprann nan plizyè piblikasyon aktualite sou pwogrè rechèch la nan jenerasyon dlo pwòp fotothermal nan dènye ane yo.
- Kominikasyon Lanati: Fèy plant yo enspire pirifikatè dlo ki gen pouvwa solè, ki gen gwo efikasite
Fèy plant vaskilè natirèl yo depann sou diferans nan presyon osmotik, transpirasyon ak eskresyon pou pwodui tòn dlo pwòp, ki mache ak limyè solèy la. Enpire pa sa, chèchè nan gwoup Chun Li nan Inivèsite Qinghua te rapòte yon pirifikatè ki mache ak limyè solèy la pou pirifye ak pwodui dlo avèk efikasite. Pirifikatè ki mache ak limyè solèy sa a prezante yon idrojel poli(N-izopropilakrilamid) (PN) ki reyaji a tanperati negatif, ankre sou yon baz kim melamin superidrofil epi ki kouvri ak yon manbràn filtre grafèn (PG) modifye ak PNIPAm sou deyò a. Similasyon dinamik molekilè ak rezilta eksperimantal yo te montre ke nati superidrofil baz melamin relativman rijid la te akselere anpil vitès anfle/de-anfle pirifikatè PNPG-F la. Anba menm iradyasyon entansite limyè solèy la, estrikti rasyonèl sa a te bay yon koleksyon 4.2 kg/m2/h ak plis pase 99% retire iyon pou yon sèl PNPG-F ki soti nan yon alimantasyon sèl grasa efè sinèjik evaporasyon ak adisyon degoute. Otè a prevwa gwo aplikasyon potansyèl pou sistèm trè efikas sa a ki mache ak limyè solèy la nan divès aplikasyon tretman dlo. Yo te pibliye etid la kòm yon atik ki gen tit "Plant leaves inspired sunlight-driven purificator for high-efficacy clean water production" nan sou-journal Nature communications la.
- Avans Syans: Rezo polymère ki trè idrate nan idrojèl ki absòbe limyè pou pirifye dlo solè.
Solè evaporasyon dlo pou pirifye dlo se yon teknoloji pwomèt pou pwodiksyon dlo dous. Sepandan, jenerasyon vapè solè se enèji entansif, sa ki lakòz pwodiksyon dlo ba anba limyè natirèl lajounen. Se poutèt sa, gen yon gwo bezwen pou devlope nouvo materyèl ki ka diminye demann enèji pou evaporasyon dlo ak akselere pirifikasyon dlo solè. Gwoup Pwofesè Guihua Yu a nan Austin, Texas, USA, rapòte yon idrogel ki absòbe limyè (h-LAH) trè idrate ki konpoze de alkòl polyvinyl ak chitosan kòm zo rèl hydrasyon ak polypyrrole kòm absòbe limyè a, ki ka itilize mwens enèji (< 50% nan volim dlo) pou evapore dlo. Li te demontre ke ogmante kapasite hydrasyon h-LAH ka chanje eta dlo a ak pasyèlman aktive dlo, kidonk fasilite evaporasyon dlo. h-LAH ogmante pwodiksyon vapè solè a yon pousantaj rekò nan ~3.6 kg/m2/h nan 1 solèy. Evaporasyon dlo solè ki baze sou h-LAH te montre tou durability alontèm ak pwopriyete antisalissure kont kontaminan iyonik konplèks. Rechèch la te pibliye nan yon papye ki rele "Plant leaves inspired sunlight-driven purifier for high-efficient water clean water production" nan Science subjournal Science Advances.
- Angew: materyèl COF ak superhydrophilicity ak absòpsyon limyè longèdonn lajè pou evaporasyon dlo fototèmik
Hydrophobicity nannan ak absòpsyon limyè limite nan polymère òganik pore, espesyalman nan rejyon an tou pre-enfrawouj (NIR), se de blokaj ki anpeche aplikasyon yo nan jenerasyon vapè solè (SSG). Chèchè nan gwoup Xiaoli Yan nan Jilin University te devlope yon fondasyon kovalan òganik (COF) ki baze sou 1,4,5,8 tetrakis (phenylamino)anthracene-9,10-dione (TPAD) (TPAD-COF), ki karakterize pa superhydrophilicity ak gwo absòpsyon limyè ki kouvri SSG nan tout rejyon UV / vizib NIR. TPAD-COF, kòm yon materyèl konvèsyon fototèmik efikas san okenn aditif, montre ekselan evaporasyon dlo nan 1.42 kg / m2 / h ak reyalize yon efikasite konvèsyon enèji segondè nan 94% anba yon sèl iradyasyon entansite solè. Yon ekstansyon plis nan seri absòpsyon limyè COF ki baze sou TPAD te reyalize pa modifikasyon pòs sentetik molekil BF2 chelated. Eksperyans sistematik kontwòl ak analiz konfime ke idrofilisite nan materyèl la konvèsyon photothermal jwe yon wòl pi dominan nan aktyèl COF ki baze sou TPAD yo itilize pou evaporasyon dlo photothermal. Travay rechèch la, ki rele "Superhydrophilic2D Covalent Organic Frameworks as Broadband Absorbers for Efficient Solar Steam Generation," te pibliye nan jounal entènasyonal Angewise. Travay la te pibliye nan pi gwo jounal entènasyonal Angew. Chem. Ent. Ed.
- JACS: Hydrophilic-hydrophobic doub-rejyon COF / grafèn idrogel pou evaporasyon dlo fototèmik
Evaporasyon dlo solè se yon teknoloji tretman dlo dirab ki ka ede soulaje rate dlo mondyal la. Sepandan, teknoloji sa a fè fas a gwo defi akòz konsomasyon enèji segondè ak to evaporasyon ki ba nan evaporasyon dlo. Gwoup Pwofesè Arne Thomas nan Inivèsite Teknik Bèlen, Almay, rapòte yon kad òganik kovalan (COF) / grafèn idwojèl doub rejyon ki gen tou de rejyon idrofil ak idrofob nan yon sèl materyèl atravè yon senp estrateji kwasans in situ. COF idrofil la kouvri yon pati nan rejyon grafèn idrofob la. Pa kontwòl egzak de rejyon mouye yo, idwojèl ibrid la montre rekòlte limyè efikas, mouillabilite reglabl, kontni dlo optimize, ak kondisyon enèji redwi pou evaporasyon dlo. Kòm yon absòbe solè, idwojèl doub rejyon an reyalize yon to jenerasyon vapè ki rive jiska 3.69 kg / m2 / h pou 1 iradyasyon solè (1kw / m2), ki se konparab ak lòt materyèl avanse. Anplis de sa, evaporatè idrogel sa a ka itilize pou pwodui dlo potab nan dlo lanmè ak dlo egou, sa ki montre potansyèl tretman dlo. Travay rechèch la te pibliye nan jounal JACS kòm "A Covalent Organic Framework/Graphene Dual-Region Hydrogel for Enhanced Solar-Driven Water Generation", JACS, yon gwo jounal entènasyonal.
- Avans syans: Evaporateur dlo fototèmik ki enspire estrikti nan lam yon bèl ti flè dlo.
Nan dènye ane yo, jenerasyon vapè solè entèfas montre gwo potansyèl nan reyalize efikasite konvèsyon enèji segondè pou desalination ak tretman dlo ize. Sepandan, gwo pousantaj evaporasyon pa ka kenbe akòz akimilasyon w pèdi inevitab nan fouling oswa sèl sou absòbe solè a. Degradasyon akselere kòm konsantrasyon nan solute ogmante. Pou adrese pwoblèm sa a, gwoup pwofesè Jia Zhu a nan Inivèsite Nanjing, enspire pa estrikti fèy lily dlo, te fèt yon estrikti milti-etap (Water-lily-enspire Hierarchical Structure (WHS) aparèy konvèsyon photothermal-vapè, ki ka reyalize 80% efikasite konvèsyon photothermal lè trete 10% wt% nan dlo se trè konsantre w ke li se yon valè de 30 dlo konsantre. efikasite konvèsyon fototèmik la pa diminye anpil pandan tretman Eau ak dlo ize trè konsantre jiskaske evaporasyon fini (sètadi, "zewo egzeyat"), epi sifas la rete pwòp, yo te pibliye travay la nan Science Advance anba tit "A Water-lily-inspired Hierarchical Design for Stable and Efficient Solar Evaporation of High Salinity Brine".
- Nano enèji: disulfid Molybdène pou evaporasyon dlo photothermal
Chèchè nan gwoup Lifeng Wan nan Enstiti pou Materyèl Frontier nan Inivèsite Deakin te devlope yon seri eterostrikti disulfid metal tranzisyon ak nitrid rich an azòt pou evaporasyon dlo solè atravè transfòmasyon kristal pasyèl. An patikilye, eterostrikti 2D avanse sa yo montre yon absòpsyon espektral amelyore nan seri enfrawouj la ak yon ekselan estabilite chimik nan diferan solisyon, tankou dlo, asid ak baz. Pi enpòtan, akòz entansite absòpsyon espektral amelyore a ak pèt chalè redwi, aparèy tèmik solè MoS2-Mo5N6/ kim melamin (MF) la montre yon to evaporasyon ki wo (2.31 kg m-2h-1) ak yon efikasite konvèsyon (106.6%), ki 1.4 ak 4.7 fwa pi wo pase sa yo ki nan aparèy solè MoS2/MF ak MF/dlo, respektivman. Travay sa a bay yon seri eterostrikti nitrid 2D-2D TMDs-rich an azòt ak ekselan pèfòmans fototèmik pou jenerasyon dlo solè. Travay sa a te pibliye nan Nano energy, yon jounal entènasyonal de renome, kòm "Etewostrikti 2D-2D avanse nan dichalcogenides metal tranzisyon ak nitrid rich an azòt pou jenerasyon dlo solè".
Teknoloji solè photothermal dlo evaporasyon espere rezoud mank mondyal la nan dlo pwòp, sa ki bezwen rezoud kounye a se preparasyon an pri ki ba nan materyèl photothermal, operasyon segondè-efikasite, osi byen ke estabilite a ak portabilite nan itilize nan anviwònman aplikasyon pratik, kap pou pi devan pou plis rezilta nan tan kap vini an pou benefis la byen bonè nan tout limanite!
Pou plis enfòmasyon sou Kim Melamin, tanpri kontakte nou nan [email protected] oubyen voye yon mesaj ba nou nan nimewo sa a: +86-28-8411-1861.
Gen kèk foto ak tèks yo repwodui nan Entènèt la, epi copyright la fè pati otè orijinal la. Si gen nenpòt vyolasyon, tanpri kontakte nou pou efase.