半球太阳的热-exergetic分析仍然增强了从消耗的茶尘中合成的活性碳纳米粒子
Ravishankar Sathyamurthy1,2, Faheemuddin Patel3, Haitham M S Bahaidarah3,4
1Department of Mechanical Engineering, King Fahd University of Petroleum & Minerals, 31261, Dhahran, Saudi Arabia. r.sathamurthy@kfupm.edu.sa.
Scientific reports
|November 27, 2025
概括
这项研究提高了太阳能淡化利用废弃物衍生的活性碳纳米粒子 (ACNPs) 从消耗的茶尘. 修改后的半球太阳能电池 (HSS) 显示了显著改善的热性能和淡水产量,为水资源短缺提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源工程可再生能源工程
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 全球水资源短缺需要创新的海水淡化技术.
- 太阳能蒸机为净化水提供了一种具有成本效益和可持续性的方法.
- 提高太阳能静止灯的效率对于应对水资源挑战至关重要.
研究的目的:
- 为了提高半球太阳能灯具 (HSS) 的性能,使用从消耗的茶尘中提取的活性碳纳米粒子 (ACNPs).
- 调查ACNP对HSS的热性能和淡水产量的影响.
- 评估拟议修改的经济可行性和环境效益.
主要方法:
- 制造两个相同的HSS:一个是传统的,一个是修改后的,在吸收板上有ACNPs.
- 应用ACNP,从消耗的茶粉中合成,分散在黑色涂料中.
- 在现实的户外环境中进行实验测试,以测量温度,淡水产量和效率.
主要成果:
- 经过修改的HSS显示吸收器和水温度增加 (峰值分别为74°C和72°C).
- 与传统的HSS (每天5.06公斤/平方米) 相比,淡水产量增加了33.67%.
- 每天的热效率从32.79%上升到49.44%,能量效率从3.12%提高到5.82%.
结论:
- ACNP涂层显著提高了HSS的热效率和运行效率.
- 使用废弃物衍生材料,如废茶粉,提供了一个环保且具有成本效益的解决方案.
- 这种纳米增强涂层为太阳能海水淡化系统提供了有希望的升级,以应对水资源短缺.
