研究では、新しいポータブル製品について説明しています 太陽-ポリマー折り紙を使用した蒸気捕集システムにより捕集・浄化が可能 水 非常に低コストで
クリーンに対する世界的な需要が高まっています 水 人口増加、工業化、汚染と地球の枯渇により、 惑星の 天然資源。 太陽蒸し加工とは、 太陽エネルギー 浄化に使用できます 水 汚染されたものを蒸発させることによって 水、再凝縮して新鮮なクリーンを生成します 水。この技術は、クリーンで再生可能で持続可能なグリーン技術であり、豊富な水を利用することで世界的なきれいな水不足に対処できる可能性を秘めています。 太陽 エネルギー。の強さと効率 太陽-スチームシステムは、その設計と光熱材料の選択によって異なります。現在 太陽-蒸し技術は高価でかさばる材料を使用し、効率が低く生産量が限られています。軽量でポータブルな製品を設計するために、性能を向上させ、コストを削減することが依然として課題となっています。 太陽-個人が直接使用できるスチームシステム。
28月XNUMX日に公開された新しい研究では 先端材料 研究者らは、次のような新しい方法を説明しています。 太陽 低コストのポータブル低圧制御装置の設計による蒸し 太陽 回収・浄化が可能な蒸気回収システム 水 太陽光からのエネルギーを利用します。彼らは、本質的に導電性があり、光熱特性でよく知られており、太陽光を熱に変換する際に高い効率を示すポリピロール (PPy) と呼ばれる光熱ポリマー材料を選択しました。バラの花からインスピレーションを得たこのソーラースチームシステムのユニークなデザインは、3D 折り紙の PPy 紙複合材料で作られています。花びらの形をした黒いシートを重ねた「PPyバラ」は、折り紙の折りとPPyの化学重合によって作成されました。この折り紙構造は、水源から原水を収集し、上部に配置された PPy バラ構造に供給する茎状の綿注入チューブに取り付けられています。綿注入チューブとポリスチレンフォームを使用して、PPy素材とバルク水が直接接触するのを防ぎました。
未治療の場合 水 花びらに到達すると、花の構造内のPPy材料が回転します 水 不純物は水から自然に分離されます。その後、水蒸気を凝縮し、使用するためにきれいな水を収集する必要があります。研究者らは、ポータブル真空ポンプを使用して低圧条件を使用しました。これにより、水の蒸発と水の収集の両方の速度が大幅に向上することがわかりました。水が凝縮すると、コンパクトで頑丈な収集ガラス瓶がきれいな水を安全に保管します。
3D 折り紙は、光の吸収を大幅に高め、表面積を強化しました。 水 従来の 2D 平面設計と比較した場合の蒸着量。チャンバー圧力の低下により、水の蒸発と回収率が 52% 向上しました。 PPy 折り紙は水の蒸発を 71% 改善し、蒸気収集率も向上しました。システムの全体的な効率は、91.5 つの光源の下で XNUMX% 向上しました。このシステムは、米国テキサス州のコロラド川のサンプルでテストされました。このシステムは、重金属、細菌、塩の形で水の汚染を除去し、アルカリ度を軽減して、WHO が設定した飲料基準のきれいな水を生成します。
現在の研究では、3D折り紙の光熱材料を使用した、携帯型の低コストの太陽熱蒸気収集システムの新しい合理的な設計について説明しています。これにより、水分の蒸発と蒸気の収集速度が向上します。 花のような構造物2つあたりのコストは2セント未満で、XNUMX平方メートルあたりXNUMX時間あたりXNUMXリットルのきれいな水を作り出すことができます。 この設計は、きれいな水を生産するためのソーラースチームのユニークなモデルを製造するためのインスピレーションになる可能性があります。
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ソース
Li、W。etal。 2019.ポリピロール折り紙を使用したポータブル低圧ソーラースチーム収集ユニシステム。 先端材料。 http://doi.org/10.1002/adma.201900720
