Ny nanokompositt forbedrer solcellefordamping for vannrensing

Global drikkevannsknapp er et alvorlig problem for mennesker. Vannrensing bruker en stor mengde fossilt energi og genererer sekundær forurensning.
2022 1 20

Sol-termisk grensesnittfordamping har blitt ansett som den mest lovende strategien for å løse dette problemet. Å utvikle et optimalisert materiale med både effektiv solcelledampkonvertering og god miljøtoleranse er fortsatt utfordrende.

Forskere fra Institute of Process Engineering (IPE) fra det kinesiske vitenskapsakademiet har utviklet en ultra-stabil amorf TA2O5/C nanokompositt med en hul multishelled struktur (HOMS) for solfordamping, noe som kan forbedre effektiviteten av vannrensing.

Studien ble publisert i Advanced Materials 29. oktober.

"Den nøyaktige atom- og sammensetningskontrollen i byggesteinen til HOMS innser en indirekte bandgapstruktur med rikelig energitilstander rundt Fermi -nivået, noe som forbedrer ikke -strålende avslapning for å lette fototermisk konvertering," sa prof. Wang Dan, den tilsvarende forfatteren av studien, "Den unike hule multisellerte strukturen kan effektivt forbedre lysabsorpsjonen som en svart kropp."

Homs reduserer energien som kreves for fordampning av vann. Simuleringsresultater viser at HOMS etablerer en termisk feltgradient, og gir dermed drivkraften for fordampning av damp.

"Homs kommer også til gode vanntransport," sa Wang, "de avgrensede hulrommene i HOMS fremmer flytende vanndiffusjon på grunn av kapillærpumpeeffekten, og nanoporene i HOM - . "

Med svært effektiv fotoabsorpsjon og fototermisk konvertering er det oppnådd en super rask fordampningshastighet på 4,02 kg M-2H-1. Fordampingshastigheten endret seg knapt etter 30 dager, og uten saltakkumulering, noe som indikerer en langsiktig stabilitet.

Spesielt kan konsentrasjonen av pseudovirus SC2-P reduseres med seks størrelsesordrer etter fordampning.

Denne amorfe TA2O5/C -komposittet er lett fremstilt, ført, lagret og resirkulert. Det kan påføres rensing av sjøvann, eller på tungmetall- eller bakterieholdig vann, og oppnå drikkbart vann som oppfyller standarden for Verdens helseorganisasjon.

Forskerne fra IPE forbereder en prototype av avsalting av sjøvann for innbyggerne på isolerte øyer.