Une forêt microstructurée imprimée en 3D améliore le dessalement de la vapeur par l’énergie solaire
par Clarence Oxford
Los Angeles Californie (SPX) 24 juillet 2024
Pour résoudre le problème mondial de pénurie d’eau douce, des chercheurs de Singapour ont mis au level des générateurs de vapeur solaires (SSG) avancés pour le dessalement de l’eau de mer. Cette méthode, alimentée par une énergie renouvelable, imite le cycle naturel de l’eau en utilisant l’énergie solaire pour évaporer et air purifier l’eau, offrant une answer potentiellement rentable par rapport aux strategies de dessalement traditionnelles, à forte consommation d’énergie. Cependant, les applied sciences SSG actuelles sont confrontées à des limites en raison de la complexité des conceptions de fabrication qui maximisent la floor pour une évaporation optimale de l’eau.
S’inspirant de la nature, l’équipe a utilisé l’impression 3D pour créer des SSG innovants. Leurs résultats, publiés dans Utilized Physics Opinions, mettent en évidence une nouvelle approach de fabrication de SSG efficaces et présentent une méthode révolutionnaire d’impression de nanocomposites fonctionnels à l’aide de la fusion multijet (MJF).
« Nous avons créé des SSG dotés de performances photothermiques exceptionnelles et de propriétés autonettoyantes », a déclaré Kun Zhou, professeur de génie mécanique à l’Université technologique de Nanyang. « L’utilisation d’une construction poreuse en forme d’arbre améliore considérablement les taux d’évaporation de l’eau et garantit un fonctionnement continu en empêchant l’accumulation de sel – ses performances restent relativement stables même après des checks prolongés. »
Cette technologie fonctionne en convertissant la lumière en énergie thermique, les SSG absorbant l’énergie solaire et la convertissant en chaleur pour évaporer l’eau. La construction poreuse des SSG facilite l’auto-nettoyage en éliminant le sel accumulé, garantissant ainsi des performances de dessalement durables.
« En utilisant un agent de fusion photothermique efficace, la technologie d’impression MJF peut créer rapidement des pièces aux motifs complexes », a ajouté Zhou. « Pour améliorer l’efficacité de conversion photothermique des brokers de fusion et des pièces imprimées, nous avons développé un nouveau kind d’agent de fusion dérivé de constructions organométalliques. »
Les SSG présentent des microstructures miniatures en forme d’arbre qui imitent la transpiration des plantes, formant ainsi une forêt efficace et distribuant la chaleur.
« Notre conception bioinspirée augmente la floor du SSG », a expliqué Zhou. « L’utilisation d’une conception en forme d’arbre augmente la floor du SSG, ce qui améliore le transport de l’eau et augmente l’efficacité de l’évaporation. »
Dans les environnements simulés et les essais sur le terrain, les SSG ont montré un taux élevé d’évaporation de l’eau. L’eau dessalée a toujours satisfait aux normes d’eau potable, même après des checks prolongés.
« Cela démontre le côté pratique et l’efficacité de notre approche », a déclaré Zhou. « Et le produit peut être produit en série rapidement et facilement through les imprimantes commerciales MJF. »
Les travaux de l’équipe montrent un potentiel vital pour lutter contre la pénurie d’eau douce.
« Nos SSG peuvent être utilisés dans les régions où l’accès à l’eau douce est limité pour fournir une answer de dessalement sturdy et efficace », a déclaré Zhou. « Au-delà du dessalement, ils peuvent être adaptés à d’autres purposes qui nécessitent une conversion efficace de l’énergie solaire et une purification de l’eau. »
Rapport de recherche:Impression 3D de générateurs de vapeur solaires polymères poreux bio-inspirés pour un dessalement efficace et sturdy
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Institut américain de physique
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