قانون موازنة: تحسين تقنية معالجة المياه باستخدام "مطابقة الطاقة"

اليوم ، يعاني عدد كبير من الناس في جميع أنحاء العالم من نقص مياه الشرب الطازجة ، وخاصة في المناطق الريفية النائية ، مما تسبب في تهديد كبير للحياة البشرية والمجتمع. في حين تم استخدام تقنيات مثل تقطير الغشاء والتناضح العكسي لعلاج المياه المالحة وتخفيف الموقف ، فإنها تعاني من قيود مثل انخفاض الإنتاجية وارتفاع التكلفة والاستهلاك العالي للطاقة.

في السنوات الأخيرة ، برز توليد البخار الشمسي المباشر (DSSG) كتقنية قابلة للحياة لـ Wate R تنقية . تستخدم العملية المواد الحرارية الضوئية التي يمكن أن تمتص كميات عالية من الطاقة الشمسية. ثم يتم صنع هذه المواد لتطفو في الماء ، مما يساعد على الحفاظ على التدفئة الموضعية وتوليد Wate R البخار الذي يتم تكثيفه لاحقًا للحصول على مياه نظيفة. وصلت طرق DSSG الحالية إلى حدود الكفاءة الحرارية الشمسية والتبخر معدل _ ومع ذلك ، بالنظر إلى الطلب على المياه النظيفة عالية التدفق في تسويق واسع النطاق ، فإن مزيد من التحسين في Evaporati على المعدل ضروري. حاولت الدراسات السابقة القيام بذلك من خلال استكشاف الامتصاصات لمعالجة المدخلات والطاقة المطلوبة للتبخر ، ولكن لم تتم دراسة العلاقة بين IE و RE بعد.

تحقيقًا لهذه الغاية ، يهدف البروفيسور لي مياو من معهد شيبورا للتكنولوجيا ، اليابان ، إلى جانب المؤلفين المشاركين شياوجيانغ مو وجيانهوا تشو من جامعة جوين للتكنولوجيا الإلكترونية ، الصين ، إلى إيجاد توازن بين IE و RE لتحسين أداء التبخر في DSSG. وفقًا للباحثين ، كانت الحيلة هي تقليل RE لتتناسب مع IE ، وهو مفهوم فريد يسمى مطابقة الطاقة. لهذا ، توصلوا إلى نظام تبخر مبتكر يعتمد على هياكل طبقة ثنائية من الخشب المطلي بالأنابيب النانوية الكربونية (CACW). قدم التصميم ثلاث طبقات من العزل الحراري ، والتي تقلل من فقدان الحرارة (1) ومنع انخفاض درجة حرارة مفاجئة في الامتصاص و (2) النقل المائي الخاضع للتنظيم إلى سطح التبخر. يوضح البروفيسور مياو ، أن "تنظيم سرعة المياه هو مفتاح استراتيجية" مطابقة الطاقة "المستخدمة في تصميمنا. من خلال التحكم في سرعة النقل المائي ، فإننا نضمن أن يتم توازن إعادة التبخر مع IE إلى الامتصاص." يتم نشر نتائج دراستهم في Solar RRL.