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新式集水体系:从枯燥的空气中提取饮用水

新式两级集水体系原型机。

techxplore.com网站报导,美国麻省理工学院教授Evelyn Wang领导的研讨团队在此前的规划基础上开发了一种两级式空气集水体系。

该体系可以依托太阳能或其他低热源供热,从枯燥的空气中提取水分,因而适合在干旱和缺少电能的偏远地区运用。相关研讨成果于当地时间10月14日刊登在《Joule》杂志中。

Wang团队前期规划的设备为集水体系供给了概念证明。该体系运用设备内部的温差,使吸附资料能在夜间从空气中吸收水分。次日,当资料被阳光加热时,高温顶部和遮盖底部之间的温差使水分脱离吸附资料,在搜集板上凝聚。

但是,这个设备需求运用金属有机结构资料。MOFs价格昂贵,并且供给有限。因而,前期体系的出水量无法满意实践需求。

研讨人员表明,经过增加第二阶段的解吸和冷凝,并换用其他吸附资料,设备的产值和可扩展性得到了显着进步。

在新体系中,Wang等选用沸石代替了MOFs。沸石的首要成分是微孔铁铝磷酸酯,其稳定性较好,并且具有适宜的吸附功能。

论文作者、研讨生Alina LaPotin在新体系中奇妙地运用了水在相变进程中发生的热量。体系顶部的太阳能吸收板搜集太阳光的热量,加热沸石,开释出吸附资料在夜间捕获的水分。蒸汽在搜集器上凝聚,这个进程也会开释热量。这些热量被用于开释次层沸石的蒸汽。从每一层沸石中搜集到的水滴,都会聚集到搜集槽中。

Wang表明,尽管相似的两级式体系已经在海水淡化等范畴有所使用,但其在大气水搜集方面的使用还有所短缺。现有的AWH办法首要包含雾搜集和露珠搜集,两种技能都存在显着的局限性。雾搜集进程只能在相对湿度到达100%的环境中进行,而露珠搜集则需求高能耗的制冷方法来使水分凝聚,且环境湿度不能低于50%。

相比之下,新体系可以在湿度低至20%的条件下作业,并且除了阳光或其他低热源外,它不需求任何的额定动力输入。

LaPotin表明,找到更好的吸附资料还可以进一步进步体系的出水率,现在已有新资料在开发中。经过技能微谐和资料优化,大规模的实践使用是具有可行性的。Wang团队方案持续改善设备,开宣布习惯军事行动的野战便携式集水器。

科界原创

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来历:《Joule》

期刊编号:2542-4351

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