Mae prinder dŵr croyw yn her gynyddol ddifrifol i ddatblygiad cymdeithasol. Adroddir bod 29% o boblogaeth y byd heb ddŵr yfed diogel, ac mae'r galw am ddŵr glân yn dal i gynyddu oherwydd twf y boblogaeth a materion amgylcheddol. Mae dŵr glân sy'n gysylltiedig â glanweithdra yn arbennig o bwysig yng nghyd-destun yr achosion presennol o'r clefyd coronafeirws (niwmonia Neocoronafeirws). Ystyrir mai anweddiad dŵr solar yw un o'r technolegau mwyaf addawol ar gyfer cynhyrchu dŵr glân o ddŵr môr a dŵr gwastraff gan ddefnyddio golau'r haul fel yr unig fewnbwn ynni. Mae'r dechnoleg yn dibynnu'n fawr ar amsugnwyr solar, sy'n gweithredu fel anweddyddion i drosi ynni'r haul yn wres i gynhyrchu stêm. Er mwyn cyflawni cyfraddau anweddiad dŵr uchel ac effeithlonrwydd trosi gwres solar, dylai fod gan y deunydd delfrydol ystod eang o amsugnedd i ddefnyddio cyfran fawr o'r sbectrwm solar yn effeithlon, dargludedd thermol isel i atal colli gwres, a sianeli hydraidd tri dimensiwn (3D) ar gyfer cludo dŵr yn effeithlon. Hyd yn hyn, mae gwyddonwyr wedi datblygu deunyddiau ffotothermol amrywiol yn seiliedig ar garbon (ee, graphene neu nanotiwbiau carbon), polymerau, metelau ac ocsidau metel a'u hybridau, ac ati.
Mae gwyddonwyr wedi bod yn gweithio'n galed i archwilio a gwneud llawer o ddatblygiadau arloesol yn ystod y blynyddoedd diwethaf, felly gadewch i ni ddysgu o sawl cyhoeddiad amserol am y cynnydd ymchwil mewn cynhyrchu dŵr glân ffotothermol yn y blynyddoedd diwethaf.
- Cyfathrebu Natur: Mae dail planhigion yn ysbrydoli purifier dŵr ynni solar, effeithlonrwydd uchel
Mae dail planhigion fasgwlaidd naturiol yn dibynnu ar wahaniaethau mewn pwysedd osmotig, trydarthiad ac ysgarthiad i gynhyrchu tunnell o ddŵr glân, wedi'i bweru gan olau'r haul. Wedi'u hysbrydoli gan hyn, mae ymchwilwyr yng ngrŵp Chun Li ym Mhrifysgol Qinghua wedi adrodd am purifier sy'n cael ei yrru gan olau'r haul ar gyfer puro a chynhyrchu dŵr yn effeithlon. Mae'r purifier hwn sy'n cael ei yrru gan olau'r haul yn cynnwys hydrogel poly (N-isopropylacrylamid) negyddol sy'n ymateb i dymheredd (PN) wedi'i angori ar uwchhydroffilig ewyn melamin asgwrn cefn ac wedi'i orchuddio â philen hidlo graphene (PG) wedi'i haddasu gan PNIPAm ar y tu allan. Dangosodd efelychiadau deinameg moleciwlaidd a chanlyniadau arbrofol fod natur uwch-hydroffilig asgwrn cefn melamin cymharol anhyblyg wedi cyflymu cyfradd chwyddo / dad-chwyddo'r purifier PNPG-F yn sylweddol. O dan yr un arbelydru dwyster golau'r haul, darparodd y strwythur peirianneg rhesymegol hwn gasgliad 4.2 kg/m2/h a > 99% o dynnu ïon ar gyfer un PNPG-F o borthiant heli trwy effeithiau synergaidd anweddiad ac ychwanegu diferion. Mae'r awdur yn rhagweld cymwysiadau posibl mawr ar gyfer y system hynod effeithlon hon sy'n cael ei gyrru gan olau'r haul mewn amrywiol gymwysiadau trin dŵr. Cyhoeddwyd yr astudiaeth fel papur o’r enw “Plant yn gadael purifier wedi’i ysgogi gan olau’r haul ar gyfer cynhyrchu dŵr glân effeithlon iawn” yn yr is-gyfnodolyn Nature Communications Nature.
- Cynnydd Gwyddoniaeth: Rhwydweithiau polymer hynod hydradwy o hydrogeliau sy'n amsugno golau ar gyfer puro dŵr solar
Mae anweddiad dŵr solar ar gyfer puro dŵr yn dechnoleg addawol ar gyfer cynhyrchu dŵr croyw. Fodd bynnag, mae cynhyrchu anwedd solar yn ynni-ddwys, gan arwain at gynhyrchu dŵr isel o dan olau dydd naturiol. Felly, mae angen mawr i ddatblygu deunyddiau newydd a all leihau'r galw am ynni ar gyfer anweddiad dŵr a chyflymu puro dŵr solar. Adroddodd grŵp yr Athro Guihua Yu yn Austin, Texas, UDA, hydrogel amsugno golau hynod hydradol (h-LAH) yn cynnwys alcohol polyvinyl a chitosan fel asgwrn cefn hydradu a polypyrrole fel yr amsugnwr golau, a all ddefnyddio llai o ynni (<50% o gyfaint y dŵr) i anweddu dŵr. Dangoswyd y gall cynyddu cynhwysedd hydradu h-LAH newid cyflwr dŵr ac actifadu dŵr yn rhannol, a thrwy hynny hwyluso anweddiad dŵr. Cynyddodd h-LAH gynhyrchiad anwedd solar i gyfradd uchaf erioed o ~3.6 kg/m2/h mewn 1 haul. Roedd anweddiad dŵr solar yn seiliedig ar h-LAH hefyd yn arddangos gwydnwch hirdymor a nodweddion gwrthffowlio yn erbyn halogion ïonig cymhleth. Cyhoeddwyd yr ymchwil mewn papur o’r enw “Plant yn gadael purifier wedi’i ysbrydoli gan olau’r haul ar gyfer cynhyrchu dŵr glân effeithlon iawn” yn yr is-gyfnodolyn Science Science Advances”.
- Angew: Deunyddiau COF gyda superhydrophilicity ac amsugno golau tonfedd eang ar gyfer anweddiad dŵr ffotothermol
Mae hydroffobigedd cynhenid ac amsugno golau cyfyngedig o bolymerau organig mandyllog, yn enwedig yn y rhanbarth agos-isgoch (NIR), yn ddwy dagfa sy'n rhwystro eu cymhwysiad wrth gynhyrchu stêm solar (SSG). Mae ymchwilwyr yn grŵp Xiaoli Yan ym Mhrifysgol Jilin wedi datblygu fframwaith organig cofalent (COF) yn seiliedig ar 1,4,5,8 tetrakis (phenylamino) anthracene-9,10-dione (TPAD) (TPAD-COF), a nodweddir gan superhydrophilicity ac amsugno golau eang sy'n cwmpasu SSG o'r rhanbarth UV./gweladwy NIR gyfan. Mae TPAD-COF, fel deunydd trosi ffotothermol effeithlon heb unrhyw ychwanegion, yn arddangos anweddiad dŵr rhagorol o 1.42 kg / m2 / h ac yn cyflawni effeithlonrwydd trosi ynni uchel o 94% o dan un arbelydru dwyster solar. Cyflawnwyd estyniad pellach o ystod amsugno golau COF seiliedig ar TPAD trwy addasu moleciwlau BF2 chelated ôl-synthetig. Mae arbrofion a dadansoddiadau rheoli systematig yn cadarnhau bod hydrophilicity y deunydd trosi ffotothermol yn chwarae rhan fwy blaenllaw yn y COFs presennol sy'n seiliedig ar TPAD a ddefnyddir ar gyfer anweddiad dŵr ffotothermol. Cyhoeddwyd y gwaith ymchwil, o’r enw “Framweithiau Organig Cofalent Superhydrophilic2D fel Amsugwyr Band Eang ar gyfer Cynhyrchu Stêm Solar Effeithlon,” yn y cyfnodolyn rhyngwladol haen uchaf Angewise. Cyhoeddwyd y gwaith yn y cyfnodolyn rhyngwladol blaenllaw Angew. Cemeg. Int. Ed.
- JACS: COF / graphene hydrogel rhanbarth deuol hydroffilig-hydroffobig ar gyfer anweddiad dŵr ffotothermol
Mae anweddiad dŵr solar yn dechnoleg trin dŵr cynaliadwy a all helpu i liniaru prinder dŵr byd-eang. Fodd bynnag, mae'r dechnoleg hon yn wynebu heriau mawr oherwydd y defnydd uchel o ynni a chyfradd anweddu isel o anweddiad dŵr. Mae'r grŵp o'r Athro Arne Thomas ym Mhrifysgol Dechnegol Berlin, yr Almaen, yn adrodd am fframwaith organig cofalent (COF) / hydrogel rhanbarth deuol graphene sy'n cynnwys rhanbarthau hydroffilig a hydroffobig mewn un deunydd trwy strategaeth twf in situ syml. Mae'r COF hydroffilig yn gorchuddio rhan o'r rhanbarth graphene hydroffobig. Trwy reolaeth fanwl gywir ar y ddau ranbarth gwlychu, mae'r hydrogel hybrid yn dangos cynaeafu golau effeithiol, gwlybaniaeth tiwnadwy, cynnwys dŵr wedi'i optimeiddio, a llai o angen ynni ar gyfer anweddiad dŵr. Fel amsugnwr solar, mae'r hydrogel rhanbarth deuol yn cyflawni cyfradd cynhyrchu anwedd o hyd at 3.69 kg / m2 / h ar gyfer 1 arbelydru solar (1kw / m2), sy'n debyg i ddeunyddiau datblygedig eraill. Yn ogystal, gellir defnyddio'r anweddydd hydrogel hwn i gynhyrchu dŵr yfed o ddŵr môr a charthffosiaeth, gan ddangos potensial trin dŵr. Cyhoeddwyd y gwaith ymchwil yn y cyfnodolyn JACS fel “A Covalent Organic Framework/Graphene Deu-Ranbarth Hydrogel ar gyfer Cynhyrchu Dŵr Gwell a Yrrir gan Solar”, JACS, cyfnodolyn rhyngwladol blaenllaw.
- Cynnydd Gwyddoniaeth: Anweddydd dŵr ffotothermol effeithlonrwydd uchel wedi'i ysbrydoli gan strwythur llafn lili dŵr
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae cynhyrchu anwedd solar rhyngwynebol wedi dangos potensial mawr i gyflawni effeithlonrwydd trosi ynni uchel ar gyfer dihalwyno a thrin dŵr gwastraff. Fodd bynnag, ni ellir cynnal cyfraddau anweddiad uchel oherwydd y casgliad anochel o faw neu halen ar yr amsugnwr solar. Mae diraddiad yn cael ei gyflymu wrth i'r crynodiad hydoddyn gynyddu. Er mwyn mynd i'r afael â'r broblem hon, dyluniodd grŵp yr Athro Jia Zhu ym Mhrifysgol Nanjing, a ysbrydolwyd gan strwythur dail lili dŵr, strwythur aml-gam (Dŵr-lili-ysbrydoledig Strwythur Hierarchaidd (WHS) photothermal-anwedd trosi dyfais, sy'n gallu cyflawni effeithlonrwydd trosi photothermal 80% wrth drin 10 wt% o ddŵr halen hynod crynodedig Mae'n werth sôn am 30% effeithlonrwydd dŵr halen a dŵr gwastraff Mae'n werth trosi ffotothermol dŵr halen a XNUMX% effeithlonrwydd trosi ffotothermol. Nid yw'n lleihau'n sylweddol yn ystod y driniaeth o heli a dŵr gwastraff dwys iawn nes bod anweddiad wedi'i gwblhau (hy, "rhyddhau sero"), a bod yr arwyneb yn parhau'n lân.
- Nano ynni: Molybdenwm disulfide ar gyfer anweddiad dŵr photothermal
Mae ymchwilwyr yn grŵp Lifeng Wan yn Sefydliad Deunyddiau Ffiniau Prifysgol Deakin wedi datblygu cyfres o heterostrwythurau disulfide metel trosiannol a nitrid llawn nitrogen ar gyfer anweddiad dŵr solar trwy drawsnewidiad grisial rhannol. Yn benodol, mae'r heterostructures 2D datblygedig hyn yn arddangos amsugno sbectrol gwell yn yr ystod isgoch a sefydlogrwydd cemegol rhagorol mewn gwahanol atebion, gan gynnwys dŵr, asidau a seiliau. Yn bwysicach fyth, oherwydd y dwysedd amsugno sbectrol gwell a llai o golli gwres, mae'r MoS2-Mo5N6/ewyn melamin (MF) mae dyfais solar thermol yn arddangos cyfradd anweddiad uchel (2.31 kg m-2h-1) ac effeithlonrwydd trosi (106.6%), sydd 1.4 a 4.7 gwaith yn uwch na rhai MoS2 / MF a MF / dyfeisiau solar dŵr, yn y drefn honno. Mae'r gwaith hwn yn darparu cyfres o heterostrwythurau nitrid llawn nitrogen 2D-2D uwch gyda pherfformiad ffotothermol rhagorol ar gyfer cynhyrchu dŵr solar. Cyhoeddwyd y gwaith hwn yn Nano energy, cyfnodolyn rhyngwladol o fri, fel “Heterostructures 2D-2D Uwch o ddeuchalcogenidau metel trosiannol a nitridau llawn nitrogen ar gyfer cynhyrchu dŵr solar”.
Disgwylir i dechnoleg anweddiad dŵr ffotothermol solar ddatrys y prinder byd-eang o ddŵr glân, yr hyn sydd angen ei ddatrys nawr yw paratoi deunyddiau ffotothermol cost isel, gweithrediad effeithlonrwydd uchel, yn ogystal â sefydlogrwydd a hygludedd defnydd mewn amgylcheddau cymhwyso ymarferol, gan edrych ymlaen at fwy o ganlyniadau yn y dyfodol er budd cynnar yr holl ddynolryw!
I gael rhagor o wybodaeth am Ewyn Melamine, cysylltwch â ni yn [e-bost wedi'i warchod] neu lais i ni: +86-28-8411-1861.
Mae rhai lluniau a thestunau yn cael eu hatgynhyrchu o'r Rhyngrwyd, ac mae'r hawlfraint yn eiddo i'r awdur gwreiddiol. Os oes unrhyw dor-rheol, cysylltwch â ni i ddileu.