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合成树增强了用于收获饮用水的太阳能蒸汽发电
由员工作家
华盛顿特区(SPX)2021年6月23日

蒸腾动力的合成树。

根据联合国的说法,大约22亿人缺乏可靠的清洁饮用水,而气候变化的影响可能会恶化这一现实。

太阳能蒸汽发电(SSG)被出现为可用于水收获,海水淡化和净化的有前途的可再生能源技术,这些技术可能会使需要在远程社区,救灾地区和发展中国家中最需要的人。在应用的物理信函中,通过AIP出版,弗吉尼亚科技研究人员开发了一种合成树来增强SSG。

SSG将太阳能转化为热量。来自储罐的水不断芯,漂浮多孔柱。一旦水到达光热材料层,它蒸发,蒸汽冷凝成饮用水。

缩放SSG技术的一个主要挑战是超出某个柱高的毛细管力的极限,当水不能快速摇晃以跟上蒸发过程。基于导致水“爬升”多孔纸巾的表面张力,毛细管力将水朝向蒸发器驱动。

灵感来自美洲红树树沿着海岸线蓬勃发展,研究人员通过创建合成树来绕过这种障碍以取代蒸腾毛细管,通过植物,叶子,茎和鲜花的蒸发过程。蒸腾可以泵泵出任何所需高度的浇水管绝缘管。

在真正的树木中,蒸腾始于根部,它通过由木质组织制成的空心容器吸水。随着水的温暖,它通过叶子下侧面的毛孔释放蒸汽。

合成树由19管阵列组成,由纳米多孔陶瓷盘覆盖,用作叶子。每个塑料管,模仿木耳导管,高于6厘米,在2.5英寸下,内径为3.175毫米,约为十分之一英寸。

设定使蒸发界面能够与罐中的散装水热分离,因此蒸发器不会干燥。抽吸补充从盘蒸发的水,从而从底部储罐上泵送管阵列中的更多水。

“我们期待我们的树木太阳能蒸汽发生器对地下水提取和净化的应用感兴趣,”作者Jonathan Boreyko说。 “最终的目标是实现足够强大的吸力,以通过盐除外的过滤器将海水拉出,而不需要机械泵,类似于红树林如何在海水中生长。”

未来的研究可以专注于制造更高的树木,添加更多的叶片以增加蒸发发生的区域,并在管入口处掺入脱盐膜以防止盐堆积。

研究报告: “用于增强太阳蒸发和水收集的合成树木”


相关链接
美国物理研究所
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