标题 高太阳能热转换气凝,有效收集大气中的水
Xiangbing Wang1, Guofu Ma1, Shuzhen Cui1
1Key Laboratory of Eco-functional Polymer Materials of the Ministry of Education, Key Laboratory of Ecoenvironmental Polymer Materials of Gansu Province, College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou, 730070, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 8, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的太阳能驱动的大气水收集气凝,它克服了以前凝的局限性. 这种新材料有效地捕获和蒸发水,为干旱地区提供可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 全球淡水短缺需要创新的收集水的解决方案.
- 现有的大气收集水 (AWH) 凝面临诸如盐泄漏,聚合和低效的水蒸发等挑战.
- 开发稳定高效的AWH材料对于可持续的水资源管理至关重要.
研究的目的:
- 开发一个以太阳能驱动的大气水收集 (SAWH) 气凝,提高吸水和蒸发效率.
- 解决当前 AWH 技术的局限性,包括盐泄漏和低动力学.
- 创建一个具有成本效益和可扩展的材料,用于在干旱环境中收集水.
主要方法:
- 使用UV聚合和冷干燥制造SAWH气凝.
- 纳入聚N-异烯胺 (PNIPAm),基烯纤维素 (HPC),乙醇胺装饰液 (E-LiCl) 和聚氨 (PANI).
- 气凝性质的表征,包括密度,吸水能力和在太阳光照明下蒸发速度.
主要成果:
- 气凝具有低密度 (0.12-0.15 g cm−3) 和高机械强度,可以承受其重量的1000倍.
- 在30-90%的相对湿度下,实现了从0.46-2.95gg-1的吸水能力.
- 在1个阳光照明下,证明了1.98公斤m-2h-1的快速水蒸气蒸发率.
- 在户外实验中,在自然光下收集88%的水,平均每天吸收0.80g水.
结论:
- 开发的SAWH气凝有效地以高效率和稳定性收集大气中的水.
- PNIPAm,HPC,E-LiCl和PANI的协同组合增强了水吸附-脱附和蒸发动力学.
- 这种气凝是干旱和半干旱地区收集水的有希望的解决方案,支持植物和动物的生命.
