基于光谱调节和大气水收集的高效辐射冷却,采用日设计
Tao Ma1, Jiangbo Wu1, Xiaoze Du1,2
1School of Energy and Power Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China.
iScience
|February 6, 2025
概括
研究人员开发了一种新的双面结构,用于干旱地区的收集水,利用辐射冷却和异质可湿性来实现高效率而无雾.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 水资源工程 水资源工程
背景情况:
- 受沙漠甲虫启发的雾采集表面是有效的,但仅限于雾的环境.
- 干旱地区面临严重的水资源短缺,需要采用替代的收集方法.
- 现有技术往往需要外部能量输入,限制了它们的适用性.
研究的目的:
- 为干旱地区开发节能收集水系统.
- 为了克服依赖雾气的收集水方法的局限性.
- 设计一个双面结构,结合辐射冷却和异质可湿性.
主要方法:
- 设计了一个双面结构,上面表面具有辐射冷却,下面表面具有异质的湿透性 (形和形结构).
- 优化了辐射冷却材料的最大温度差.
- 在受控湿度条件下制造并测试复合材料的收集水效率.
主要成果:
- 辐射冷却材料实现了高达14.2°C的温度差.
- 双面结构显示,在80%的相对湿度下,最大的收集效率为602.5g·m-2·h-1 .
- 不同质的湿透性促进了液滴的快速积累和定向运输.
结论:
- 开发的双面结构为干旱环境中收集水提供了有效的,无能源的解决方案.
- 这项技术有可能缓解水资源紧张地区的缺水问题.
- 辐射冷却和量身定制的表面湿度的整合为大气水收集提供了一个有前途的方法.
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