可持续的界面太阳能蒸汽发电与生物炭-酸盐双层用于RO盐处理

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:

• 接口太阳能蒸汽发电是一种有前途的绿色技术,用于净化水和盐水处理.
• 先进的光热材料对于在空气-水界面有效地定位热量至关重要.
• 实现零液体排放 (ZLD) 需要高度废水的有效淡化.

研究的目的:

• 开发一种可持续且具有成本效益的光热材料,用于界面太阳能蒸汽发电.
• 设计一个集成的光热双层系统,以高效地淡化反透 (RO) 盐水.
• 评估开发系统的性能,效率和稳定性.

主要方法:

• 废弃的麦卡达米亚坚果外的热解,以生产生物炭.
• 使用生物炭和酸制造光热双层泡系统.
• 在模拟太阳辐射下测试水蒸发速率和净化效率 (1 kW m^-2).
• 评估使用真实RO盐水 (TDS:~60,000ppm) 的性能,并评估长期稳定性.

主要成果:

• 基于生物炭的光热泡 (生物泡2) 以99.38%的效率实现了2.33kg m-2 h-1的水蒸发率.
• 在实践条件下,生物泡2处理了RO盐水,产生1.34公斤m^-2h^-1蒸发和2Lm^-2天的淡水.
• 淡化减少了TDS从~60,000 ppm到19 ppm,减少了2880倍,并且有显著的离子去除.
• 该系统在连续五个小时的运行中表现出了强度和耐盐性.

结论:

• 使用废物衍生生物炭开发的全合一光热双层系统是太阳能蒸汽发电的高性能,低成本解决方案.
• 这项技术有效地净化高盐度的RO盐水,为可持续的淡水生产和ZLD做出贡献.
• 该系统的效率,稳定性和可持续材料的使用为先进的水处理应用提供了可行的方法.