用精确设计的中心对称几何形状制备基酸盐基气凝,以在应对不同太阳冲击角度时有效地蒸发水

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 由于减少了水蒸发度,水凝对海水淡化有希望.
• 现有的水凝缺乏可控制的多层结构设计,以实现高效的水蒸发.
• 控制水凝结构是提高太阳能淡化水性能的关键.

研究的目的:

• 开发一个具有可控制的多层结构设计的水凝蒸发器,用于增强太阳能水蒸发.
• 为了研究一个海形状的,辐射通道结构对水运输和蒸发效率的影响.
• 解决太阳能淡化中的水凝结构收缩和盐度问题.

主要方法:

• 使用定向冷和冷干燥制造一种基于酸盐和中国油墨的蒸发器 (CIE).
• 使用PDMS模板创建具有多层孔道的海状结构.
• 蒸发器结构,水运输和太阳能蒸发性能的描述.

主要成果:

• 制造的CIE展示了一个独特的海鱼形状的中心对称结构,带有多层辐射通道.
• 这种新的结构在不同的太阳角度下促进了快速的水运输,并防止了水凝的收缩.
• 形结构的 CIE 实现了高太阳蒸发率3.52 kg m-2 h-1 (45.5%高于没有图案的 CIE).

结论:

• 成功展示了基于水凝的蒸发器的多层结构设计策略.
• 海鱼结构的CIE为太阳能淡化水提供了高效和持久的解决方案.
• 这种设计可以在没有结构性降解的情况下全天蒸发水,从而推进了海水淡化技术.