2019-03-14 22:08:01
太阳能水分收集器收集并清洁空气中的水

获得清洁水仍然是人类面临的最大挑战之一。德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师们的突破可能会提供一种新的解决方案,通过太阳能技术吸收空气中的水分并将其作为清洁可用的水返回。

最近一期“高级材料”杂志中描述的这一突破可用于灾害情况,水危机或贫困地区和发展中国家。该技术依赖于水凝胶,凝胶 - 聚合物混合材料,设计为“超级海绵”,可以保留大量的水。

由Guihua Yu在UT Austin的Cockrell工程学院领导的研究小组结合了水凝胶,这些水凝胶既具有高吸水性,又可在加热时释放水分。这种独特的组合已经成功地证明可以在潮湿和干燥的天气条件下工作,对于从空气中生产清洁,安全的饮用水至关重要。

大气中含有大约50,000立方千米的水,这个新系统可以利用这些储备,并可能带来小型,便宜和便携的过滤系统。

“我们已经开发出一种完全被动的系统,你需要做的就是将水凝胶留在外面,它会收集水分,”Yu的团队博士后研究员,该研究的共同作者Fei Zhao说。 “收集的水将保留在水凝胶中,直到暴露在阳光下。在自然阳光下约五分钟后,水就会释放出来。”

该技术建立在Yu和Zhao的2018年突破之上,他们利用水凝胶开发了一种太阳能水净化创新技术,该水凝胶仅使用太阳能清洁任何来源的水。该团队的新创新通过使用已经存在于大气中的水,使这项工作更进一步。对于这两种水凝胶技术,Yu和他的研究团队开发出一种方法,将具有吸湿性(吸水性)和热响应亲水性(在简单加热时释放水的能力)的材料结合起来。

“这种新材料的设计既可以从空气中收集水分,也可以在阳光下产生清洁的水,避免强烈的能源消耗,”材料科学与机械工程副教授Yu说。

从水分中收集水并不是一个全新的概念。大多数冰箱通过蒸汽冷凝过程保持冷却。然而,普通冰箱需要大量能量来执行该动作。 UT团队的技术只需要太阳能,紧凑,仍然可以生产足够的水来满足普通家庭的日常需求。原型测试显示每日水产量高达50升/千克水凝胶。

该技术代表了一种改进现有大气集水技术的新战略,也可以取代现有太阳能水净化系统或其他吸湿技术的核心部件。

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