量身定制的太阳能海水淡化和从多种水中采集盐,通过多材料印刷实现
Jingjing Li1, Jun Zhao1, Yuke Sun1
1College of Materials Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao, 266100, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 23, 2025
概括
多材料3D打印创造了先进的光热材料,用于高效的太阳能海水淡化. 这项创新提高了水蒸发率,即使在高盐度水中,也提供了对淡水短缺的可持续解决方案.
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:
- 传统的光热材料用于太阳蒸发,由于同位热的3D结构而存在局限性.
- 性能,功能和特定应用设计的优化受到传统制造方法的限制.
研究的目的:
- 开发使用多材料3D打印的新型光热材料,用于增强太阳能淡化和溶液分离.
- 为了展示特定应用的太阳能蒸汽发电机 (SG) 和太阳能结晶器 (SC) 的制造.
主要方法:
- 通过多材料3D打印制造光热矩阵,精确的空间沉积各种光热油墨.
- 墨水配方的协同工程,阴离子调制的交叉链接,打印保真度,层次的多孔性和矩阵集成.
- 矩阵单元的战略重新排列,以创建3D太阳能结晶器 (SC).
主要成果:
- 在1个太阳和空气流下在海水中实现了创纪录的水蒸发率17.9公斤m-2h-1 .
- 证明有效的蒸发率为6.6公斤m-2h-1即使在25%的盐水中.
- 成功制造了SG和SC,展示了高性能太阳能应用的功能异质性.
结论:
- 多种材料的3D打印可以灵活地制造定制的光热材料,用于太阳能淡化和盐收获.
- 与淡水相比,开发的材料在高盐度条件下表现出优越的性能,解决了关键的缺水挑战.
- 这种方法提供了一个可持续的,低碳的解决方案,在太阳能净水处理方面具有创纪录的性能.
相关概念视频
02:02Responses to Salt Stress
14.4K
Salt stress—which can be triggered by high salt concentrations in a plant’s environment—can significantly affect plant growth and crop production by influencing photosynthesis and the absorption of water and nutrients.
14.4K
02:40Osmosis and Osmotic Pressure of Solutions
45.9K
A number of natural and synthetic materials exhibit selective permeation, meaning that only molecules or ions of a certain size, shape, polarity, charge, and so forth, are capable of passing through (permeating) the material. Biological cell membranes provide elegant examples of selective permeation in nature, while dialysis tubing used to remove metabolic wastes from blood is a more simplistic technological example. Regardless of how they may be fabricated, these materials are generally...
45.9K