四川
通讯作者：Sangmin Jeon教授
通讯单位：浦项科技大学
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159372
全文速览
本文开发了一种新型的旋转太阳能蒸汽发生器（rSSG），通过旋转蒸发增强水的蒸发和收集。rSSG是通过聚吡咯在圆柱形三聚氰胺泡沫上的原位聚合制备的。它的旋转通过去除蒸发表面附近积聚的水蒸气，提高了暗蒸发的效率，暗蒸发是由周围空气和风等环境能源驱动的蒸发。与非旋转系统相比，旋转系统的rSSG蒸发率提高了17%。值得注意的是，封闭室中的淡水产量增加了76%，因为该系统有效地促进了蒸汽的冷凝，并防止了水滴在光进入的室顶窗上形成。旋转所需的功率比增强暗蒸发所需的能量低4.8倍，突显了该系统的实际可行性。此外，rSSG在海水蒸发过程中表现出耐盐性，生产的水符合世界卫生组织的饮用标准。
图文解析
图1. 3D-SSG周围水蒸气分布的示意图：（a）无旋转和（b）有旋转。CFD模拟结果显示了3D-SSG周围的气流速度：（c）没有旋转，（d）有旋转，箭头指示气流方向。
图2. （a） （b）2D-SSG（绿色）和3D-SSG（橙色）在旋转（实心圆）和不旋转（空心圆）时的水质量和水蒸发率随时间的变化。在1个太阳光照下蒸发1小时后3D-SSG的红外图像：（c）无旋转和（d）有旋转。（e） 在1个阳光照射下蒸发1小时后，3D-SSG侧面（青色）和顶部（粉红色）的平均温度，有和没有旋转。虚线表示室温（27.0°C）。（f） 以0.6 m/s的气流速度旋转的2D-SSG（绿色）和3D-SSG（橙色）的环境能量吸收率（填充栏）和功耗（条纹栏）。
图3. （a） （b）不同气流速度下3D-SSG的蒸发速率。（c） 3D-SSG在不同气流速度下的环境能量吸收率（填充柱）和功耗（条纹柱）。（d） 3D-SSG在不同气流速度下的环境能量吸收效率。
图4. （a） 与旋转3D-SSG连接的冷凝室示意图。（b） 在3D-SSG旋转和不旋转的情况下，对腔室中收集的淡水进行时间依赖性测量。8小时蒸发和冷凝过程后冷凝室的照片：（c）无旋转和（d）3D-SSG旋转。（e） 在室内使用3D-SSG在8小时的蒸发和冷凝过程中生产淡水，包括不旋转和旋转。（f） 在不旋转和旋转的情况下，蒸发和冷凝1小时后，腔室侧面（蓝色）和顶部（红色）表面的温度。
图5. （a） 使用旋转3D-SSG进行8小时海水蒸发试验，蒸发率随时间变化。（b） 3D-SSG在海水蒸发试验期间的延时照片。（b） 使用旋转3D-SSG获得的原始海水（灰色）和淡化水（青色）中各种阳离子的浓度。
总结与展望
该文开发了一种旋转的3D-SSG，它表现出高效的蒸发和冷凝，展示了其海水淡化的潜力。通过旋转，3D-SSG在其表面周围产生气流，有效减少了蒸汽积聚，显著改善了黑暗蒸发和水收集。实验结果表明，旋转3D-SSG使蒸发率提高了17%，整体集水性能提高了76%。此外，该系统实现了477%的令人印象深刻的环境能量吸收效率，表明通过旋转吸收的环境能量是能量输入的4.8倍。旋转3D-SSG还表现出优异的耐盐性，保持稳定的蒸发速率，并在白天操作（8小时）期间防止盐沉淀。脱盐水符合世界卫生组织标准，证实了该系统在实际太阳能海水淡化应用中的潜力。这些发现表明，旋转3D-SSG可以通过利用丰富的太阳能有效地淡化海水，为全球水资源短缺提供可行和可持续的解决方案。
文献信息
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159372
声明
本文仅用于学术分享，如有侵权，请系后台小编删除
欢迎关注我们，订阅更多最新消息
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
