在低强度阳光下高效光热水蒸发,使用木材生物炭单体
Mina Mahdian1, Shujuan Chen2, Jianer Zhang1
1Department of Chemical Engineering & Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 3E5, Canada.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 12, 2024
概括
一种新的木材生物炭单体 (WBM) 材料实现了超过100%的太阳能到蒸汽效率,用于淡化水. 这种低成本,以自然为灵感的光热材料为淡水生产提供了可持续的解决方案.
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:
- 太阳能蒸发对全球水循环和淡水生产至关重要.
- 目前用于太阳能海水淡化的光热材料是低效和昂贵的.
- 需要高效的太阳能吸收器来将光子转换为热能,以提高水蒸发的速度.
研究的目的:
- 开发一种新,高效,低成本的光热材料,用于太阳能水蒸发.
- 研究木材生物炭单体 (WBM) 在太阳能淡化中的性能.
- 了解WBM高效率背后的机制.
主要方法:
- 木材在1000°C的高温下通过热解进行碳化,以制造生物炭.
- 生物炭在高压下蒸发,形成木材生物炭单体 (WBM).
- 在低光强度 (193 W/m2) 下测试了WBM的光-蒸汽效率.
主要成果:
- 在低光强度下,Maple WBM的光转蒸汽效率超过了100%.
- 高效率归因于WBM多孔结构中的便利水运输和减少蒸发度.
- WBM 具有高宽带阳光吸收性,可以从周围水中收集热能.
结论:
- 木质生物炭单体代表了太阳能淡化光热材料的突破.
- 开发的WBM为淡水发电提供了一个可持续的,具有成本效益的解决方案.
- 这项技术有可能在偏远地区部署,用于淡化和加湿水.


