Studija opisuje novi prijenosni uređaj solarni-sustav skupljanja na pari s polimernim origamijem koji može skupljati i pročišćavati voda po vrlo niskoj cijeni
Globalna potražnja za čistim je sve veća voda zbog rasta stanovništva, industrijalizacije i onečišćenja i iscrpljivanja našeg planeta prirodni resursi. Solarni-parenje je tehnika u kojoj solarne energije može se koristiti za pročišćavanje voda isparavanjem kontaminiranih voda, ponovno ga kondenzira i proizvodi svježe čisto voda. Ova tehnika je čista, obnovljiva i održiva zelena tehnologija koja ima potencijal za rješavanje globalne nestašice čiste vode korištenjem obilja solarni energije. Snaga i učinkovitost a solarni-sustav parenja ovisi o njegovoj izvedbi i izboru fototermalnih materijala. Trenutno solarni- tehnologije parenja koriste skupe, glomazne materijale i imaju nisku učinkovitost i ograničen učinak. I dalje je izazov poboljšati performanse i smanjiti troškove kako bi se dizajnirao lagan i prenosiv solarni-sustav za parenje koji mogu izravno koristiti pojedinci.
U novoj studiji objavljenoj 28. svibnja god Advanced Materials istraživači opisuju novu metodu za solarni parenje projektiranjem jeftinog prijenosnog kontroliranog niskog tlaka solarni sustav za skupljanje pare koji može skupljati i pročišćavati voda koristeći energiju sunčeve svjetlosti. Odabrali su fototermalni polimerni materijal nazvan Polypyrrole (PPy) koji je vodljiv po prirodi, dobro je poznat po svojim fototermalnim svojstvima i pokazuje visoku učinkovitost u pretvaranju sunčeve svjetlosti u toplinsku toplinu. Inspiriran cvijetom ruže, jedinstveni dizajn ovog solarnog sustava za paru izrađen je od 3D origami PPy papira. 'PPy ruža' koja se sastoji od slojevitih crnih listova u obliku latica stvorena je origami savijanjem i kemijskom polimerizacijom PPy. Ova origami struktura pričvršćena je na cijev s pamukom nalik na stabljiku koja skuplja sirovu/netretiranu vodu iz izvora vode i dovodi je do strukture PPy ruže postavljene na vrhu. Cijev s pamukom i polistirenska pjena korišteni su za sprječavanje izravnog kontakta između PPy materijala i vode.
Nakon što se ne liječi voda dosegao latice, PPy materijal u strukturi cvijeta se okreće voda u paru i nečistoće koje se prirodno odvajaju od vode. Potom se vodena para mora kondenzirati, a zatim treba prikupiti čistu vodu za upotrebu. Istraživači su koristili stanje niskog tlaka pomoću prijenosne vakuumske pumpe. Uočeno je da ovo značajno povećava stope isparavanja vode i skupljanja vode. Nakon što se voda kondenzira, kompaktna i čvrsta staklena posuda za sakupljanje sigurno pohranjuje čistu vodu.
3D origami pružio je značajno veću apsorpciju svjetla i poboljšane površine za voda isparavanje u usporedbi s konvencionalnim 2D planarnim dizajnom. Stopa isparavanja i prikupljanja vode povećana je za 52 posto zbog smanjenja tlaka u komori. PPy origami poboljšao je isparavanje vode za 71 posto, a primijećene su i veće stope skupljanja pare. Ukupna učinkovitost sustava porasla je za 91.5 posto pod jednim izvorom svjetla. Sustav je testiran na uzorku rijeke Colorado u Texasu, SAD. Sustav je uklonio kontaminaciju vode u obliku teških metala, bakterija, soli i smanjio lužnatost proizvodeći čistu vodu za piće prema standardima WHO-a.
Trenutna studija opisuje novi racionalni dizajn prijenosnog jeftinog solarnog sustava za sakupljanje s parom s 3D origami fototermalnim materijalima koji nudi poboljšane stope isparavanja vode i prikupljanja pare. Cijena svake strukture nalik cvijetu je manja od 2 centa i može uspješno proizvesti 2 litre čiste vode po satu po kvadratnom metru. Ovaj dizajn može biti inspiracija za izradu jedinstvenih modela solarne pare za proizvodnju čiste vode.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Li, W. i sur. 2019. Prijenosni niskotlačni solarni sustav za prikupljanje na pari s polipirolnim origamijem. Napredni materijali. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
