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| 中國科學家研制出高效可持續仿生太陽能凈水器 |
| （時間:2020-7-15 8:30:52） |
記者從中國科學技術大學該校俞書宏院士團隊開發了一種基于細菌纖維素納米復合材料的高效且可持續的仿生多層級太陽能蒸汽發生器，由于這種仿生結構設計和納米網絡降低了蒸發焓，從而可以實現高蒸發速率和80％的太陽能轉化效率。研究成果日前在線發表在《納米快報》上。
世界五分之一人的生活在缺水地區，尤其是在缺少穩定電力的地區，獲得干凈的飲用水是一項艱巨的任務。因此，迫切需要一種高效，低成本，可持續和簡單易得的技術和設備來產生清潔的飲用水。太陽能凈水技術簡單有效，可從不可飲用的水源，如湖水，污水或海水中獲得干凈的飲用水。
據介紹，該太陽能蒸汽發生器是通過一步氣溶膠輔助生物合成過程制造的。經過設計的微生物合成過程成功地與納米材料的氣溶膠沉積技術相結合，并且直接高效地構建了復雜的仿生層級結構。該太陽能蒸汽發生器的分層結構包含三個具有不同功能的連續層，包括碳納米管與細菌纖維素復合的光吸收層，玻璃微珠與細菌纖維素復合的隔熱層以及用于支撐和輸水的木質基材。其中，細菌纖維素水凝膠的三維纖維素納米纖維網絡顯著降低了將液態水轉化為蒸汽的能耗，并加速水汽化。
此外，為了更方便研究蒸發速率，能量轉化效率和蒸發能量消耗之間的關系，該研究團隊還提出了一種新穎的二維圖表分析方法，其中的指導線顯示了不同的蒸發焓。這種理論分析方法可用以分析太陽能蒸汽發生器器件中不同功能部件對蒸發速率的貢獻。
與其他太陽能凈水技術相比，這種太陽能蒸汽發生器在蒸發率、能量轉化效率、可持續性和成本方面具有很大的優勢，有望發展成為未來水凈化中的新的技術途徑。
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