廉价透镜为太阳能海水淡化体系提效50%

冯卫东

2019年06月20日08:35  来历:科技日报
 
原标题:廉价透镜为太阳能海水淡化体系提效50%

  据最新一期《美国国家科学院院刊》报导,美国莱斯大学运用廉价塑料透镜将太阳光聚集到“热门”,将太阳能海水淡化体系的功率进步了50%以上。

  莱斯大学纳米光子学实验室(LNAP)研讨人员表明,进步太阳能海水淡化体系功能的典型办法是添加太阳能聚光器并添加光线。而新办法的最大差异在于运用相同数量的光,也可低成本地重新分配电力,并大幅进步纯净水的生产率。

  在传统的膜蒸馏中,热盐水流过片状膜的一侧,而冷却过滤水流过另一侧。温差发生蒸气压差,唆使水蒸气从加热侧经过膜转向较冷的低压侧。该技能的缺点是,膜的温差和由此发生的清洁水产值随膜的尺度添加而减小。莱斯大学新研制的纳米光子太阳能膜蒸馏(NESMD)技能,运用光吸收纳米粒子,将膜自身转变为太阳能驱动的加热元件,处理了这一难题。

  NESMD技能运用入射光强度和蒸气压之间固有的、曾经未被知道的非线性联系。非线性改进来自于将太阳光聚集成细小的斑驳。经过透镜将光线集中于膜上的细小点会导致热量的线性添加,但加热反过来发生蒸气压的非线性添加,添加的压力迫使更多纯化的蒸气在更短时刻经过膜。研讨发现,在更小的区域内具有更多光子总是比在整个膜上均匀分布光子更好。

  研讨人员表明,因为全球一半以上的人口处于缺水情况,非线性高效太阳能蒸馏技能可极大改进这些人的日子。除了水净化,这种非线性光学效应还可运用太阳能加热来驱动光催化等化学进程,LNAP正在开发一种铜基纳米粒子,用于在环境压力下将氨转化为氢燃料。

(责编:王丽玮、吴楠)
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