基于海绵的新型碳酸气凝,用于高效的光热驱动的界面大气水发生器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 环境工程 环境工程

背景情况:

• 大气水收获 (AWH) 对于解决水资源短缺问题至关重要.
• 传统的 AWH 方法经常面临效率和成本方面的挑战.
• 接口光热蒸发为高效的水生产提供了一个有前途的途径.

研究的目的:

• 开发一个高性能大气水发生器 (AWG) 使用界面光热蒸发.
• 设计和制造一种新型的光热转换材料,用于持续吸附-脱附湿透剂.
• 评估开发的AWG的水生产能力,效率和成本效益.

主要方法:

• 从胺泡 (MF),碳黑 (CB) 和藻酸盐 (SA) 制造含碳的3D海绵水凝光热材料 (CB/SA@MF).
• 介面光热蒸发技术的应用,用于液体湿透剂的连续吸附-脱附.
• 一个具有多阶段孔结构和水运输通道的A4配置装置的设计.
• 在多个循环中测试AWG的水产率,光热转换效率和水质.

主要成果:

• 该CB/SA@MF材料表现出高蒸发率为1.90kg·m^-2·h^{-1和光热转换效率为85.0%.}
• 开发的AWG实现了2.84kg·m-2·d-1的水生产率.
• 该设备表现出了优异的材料耐盐性和湿透剂再生能力.
• AWG的总成本低至12美元,获得的水质在5个循环后达到WHO/GB 5749-2022标准.

结论:

• 开发的光热驱动接口AWG是大气水收集的经济有效和高效的解决方案.
• 这种基于海绵的新型水凝光热复合材料显示了可持续水生产的巨大潜力.
• 这项技术为干旱,偏远和资源有限的地区提供淡水提供了可行的方法.