ახალი ნანოკომპოსიტი აუმჯობესებს მზის აორთქლებას წყლის გაწმენდის მიზნით

გლობალური სასმელი წყლის სიმცირე ადამიანისთვის მძიმე პრობლემაა. წყლის გაწმენდა მოიხმარს დიდი რაოდენობით წიაღისეული ენერგიას და წარმოქმნის მეორად დაბინძურებას.
2022 1 20

მზის-თერმული ინტერფაზური აორთქლება განიხილებოდა ამ პრობლემის გადასაჭრელად ყველაზე პერსპექტიულ სტრატეგიად. ამასთან, ოპტიმიზებული მასალის შემუშავება, რომელიც მოიცავს როგორც მზის-ვორგპორტის ეფექტურ კონვერტაციას, ასევე გარემოსდაცვითი ტოლერანტობის კარგი ტოლერანტობის შემუშავებას, კვლავ რთული რჩება.

ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის პროცესების ინჟინერიის ინსტიტუტის (IPE) მკვლევარებმა შეიმუშავეს ულტრა სტაბილური ამორფული TA2O5/C ნანოკომპოსიტი, რომელსაც აქვს ღრუ მრავალფეროვანი სტრუქტურა (HOMS) მზის აორთქლებისთვის, რამაც შეიძლება გააუმჯობესოს წყლის განწმენდის ეფექტურობა.

კვლევა გამოქვეყნდა Advanced მასალებში 29 ოქტომბერს.

”HOMS- ის სამშენებლო ბლოკში ზუსტი ატომური და კომპოზიციის კონტროლი აცნობიერებს არაპირდაპირი გამტარობის სტრუქტურას, რომელსაც აქვს უამრავი ენერგიის მდგომარეობა ფერმის დონის გარშემო, რაც აძლიერებს არარადიული რელაქსაციას ფოტოთერმული კონვერტაციის გასაადვილებლად”, - თქვა პროფესორმა ვანგ დენმა, კვლევის შესაბამის ავტორმა, ”უნიკალურ ღრუ მრავალფეროვან სტრუქტურას შეუძლია ეფექტურად გააძლიეროს შუქის შთანთქმის მსგავსი შავგვრემანი.”

HOMS ამცირებს წყლის აორთქლებისთვის საჭირო ენერგიას. სიმულაციის შედეგებმა აჩვენა, რომ HOMS ადგენს თერმული ველის გრადიენტს, რითაც უზრუნველყოფს მამოძრავებელი ძალას ორთქლის აორთქლებისთვის.

”HOMS ასევე სარგებლობს წყლის ტრანსპორტით,” - თქვა ვანგმა, ”HOMS– ში ჩაკეტილი ღრუსები ხელს უწყობენ თხევადი წყლის დიფუზიას კაპილარული სატუმბი ეფექტის გამო, ხოლო HOMS– ში ნანოპორები წყლის მოლეკულებს აორთქლდებიან მტევნების სახით, რითაც აორთქლდება ნაკლებად ენთალპიით აორთქლება . "

ძალიან ეფექტური ფოტოაბსორბციისა და ფოტოთერმული კონვერტაციით, მიღწეულია სუპერ სწრაფი აორთქლების სიჩქარე 4.02 კგ M-2H-1. აორთქლების სიჩქარე ძლივს შეიცვალა 30 დღის შემდეგ და მარილის დაგროვებით, რაც მიუთითებს გრძელვადიანი სტაბილურობაზე.

აღსანიშნავია, რომ ფსევდოვირუსული SC2-P კონცენტრაცია შეიძლება შემცირდეს აორთქლების შემდეგ მასშტაბის ექვსი ბრძანებით.

ეს ამორფული TA2O5/C კომპოზიტი ადვილად გაყალბებულია, ატარებს, ინახება და გადამუშავდება. იგი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზღვის წყლის გაწმენდის, ან მძიმე მეტალის ან ბაქტერიების შემცველი წყლისთვის, სასმელი წყლის მოპოვებაზე, რომელიც აკმაყოფილებს ჯანმრთელობის მსოფლიო ორგანიზაციის სტანდარტს.

IPE მეცნიერები ამზადებენ ზღვის წყლის დესალინაციის პროტოტიპს იზოლირებულ კუნძულებზე მაცხოვრებლებისთვის.