Un nouveau nanocomposite améliore l'évaporation solaire pour la purification de l'eau

La pénurie mondiale de l'eau potable est un problème grave pour l'homme. La purification de l'eau consomme une grande quantité d'énergie fossile et génère une pollution secondaire.
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L'évaporation interfaciale solaire-thermique a été considérée comme la stratégie la plus prometteuse pour résoudre ce problème. Cependant, le développement d'un matériau optimisé présentant à la fois une conversion efficace de vapeur solaire et une bonne tolérance environnementale reste difficile.

Des chercheurs de l'Institut d'ingénierie des processus (IPE) de l'Académie chinoise des sciences ont développé une nanocomposite Amorphe Ta2O5 / C ultra-stable avec une structure multi-méginée creuse (HOMS) pour l'évaporation solaire, ce qui peut améliorer l'efficacité de la purification de l'eau.

L'étude a été publiée dans Advanced Materials le 29 octobre.

"Le contrôle précis de l'atomique et de la composition dans l'élément constitutif de Homs réalise une structure de bande interdite indirecte avec des états d'énergie abondants autour du niveau de Fermi, ce qui améliore la relaxation non radiative pour faciliter la conversion photothermique", a déclaré le professeur Wang Dan, l'auteur correspondant de l'étude, "La structure miractée creux unique peut améliorer efficacement l'absorption de la lumière comme un corps noir."

Homs diminue l'énergie requise pour l'évaporation de l'eau. Les résultats de la simulation montrent que HOMS établit un gradient de champ thermique, fournissant ainsi la force motrice pour l'évaporation de la vapeur.

"Homs profite également au transport de l'eau", a déclaré Wang, "les cavités confinées de Homs favorisent la diffusion de l'eau liquide en raison de l'effet de pompage capillaire, et les nanopores de Homs induisent des molécules d'eau à s'évaporer sous forme de grappes, permettant ainsi une évaporation avec moins d'enthalpypypypie . "

Avec une photoabsorption et une conversion photothermale très efficaces, une vitesse d'évaporation super rapide de 4,02 kg M-2H-1 a été réalisée. La vitesse d'évaporation a à peine changé après 30 jours, et sans accumulation de sel, indiquant une stabilité à long terme.

Notamment, la concentration de pseudovirus SC2-P pourrait être diminuée de six ordres de grandeur après évaporation.

Ce composite TA2O5 / C amorphe est facilement fabriqué, transporté, stocké et recyclé. Il peut être appliqué à la purification de l'eau de mer, ou à l'eau lourde des métaux ou des bactéries, en obtenant de l'eau potable qui répond à la norme de l'Organisation mondiale de la santé.

Les scientifiques de l'IPE préparent un prototype de dessalement de l'eau de mer pour les résidents des îles isolées.