Команда под руководством доцента Донглей (Эмма) Фан из инженерной школы Кокрелла на факультете машиностроения Уолкера разработала новый подход к солнечному пропариванию для производства воды – метод, который использует энергию солнечного света для отделения соли и других примесей от воды. испарение.
В статье, опубликованной в последнем выпуске журнала Advanced Materials, авторы описывают, как оригами-роза послужила источником вдохновения для разработки нового вида солнечной системы парообразования, сделанной из многослойных листов черной бумаги, сформированных в виде лепестков.
Прикрепленная к трубке в виде стебля, которая собирает неочищенную воду из любого источника воды, трехмерная форма розы облегчает сбор и удержание большего количества жидкости в конструкции.
Современные технологии обработки паром на солнечной энергии обычно дороги, громоздки и дают ограниченные результаты. В методе команды используются недорогие, портативные и легкие материалы. О, и еще он выглядит как роза с черными лепестками в стеклянной банке.
Те, кто в курсе, точнее описали бы это как портативную систему сбора пара с солнечным паром, контролируемую низким давлением."Но его сходство с цветком не случайно.
«Мы искали более эффективные способы применения техники солнечного нагрева для производства воды с использованием черной фильтрованной бумаги, покрытой специальным полимером, известным как полипиррол», – сказал Фан.
Полипиррол – это материал, известный своими фототермическими свойствами, что означает, что он особенно хорош в преобразовании солнечного света в тепловое тепло.
Фан и ее команда экспериментировали с множеством различных способов придать бумаге форму, чтобы понять, что лучше всего подходит для достижения оптимального уровня удержания воды.
Они начали с того, что положили отдельные круглые слои мелованной бумаги на землю под прямыми солнечными лучами. Отдельные листы показали себя многообещающими в качестве водосборников, но не в достаточном количестве. Поиграв с другими фигурами, Фан вдохновилась книгой, которую она прочитала в старшей школе.
Хотя не о розах как таковых, "Черный тюльпан" Александра Дюма подсказал ей идею попробовать использовать форму цветка, и она обнаружила, что роза идеальна. Его структура позволяла большему количеству прямых солнечных лучей попадать на фототермический материал – с большим количеством внутренних отражений – чем другие цветочные формы, а также обеспечивала увеличенную площадь поверхности для рассеивания водяного пара из материала.
Устройство собирает воду через стеблеобразную трубку, подавая ее в структуру в форме цветка наверху.
Он также может собирать капли дождя, падающие сверху. Вода попадает к лепесткам, где полипиррол, покрывающий цветок, превращает воду в пар. При таком конденсировании примеси естественным образом отделяются от воды.
«Мы спроектировали единую систему очистки-сбора, чтобы включить точку подключения для насоса низкого давления, чтобы помочь более эффективно конденсировать воду», – сказал Вейгу Ли, доктор философии.D. кандидат в лабораторию Фана и ведущий автор статьи. «После конденсации стеклянная банка становится компактной, прочной и безопасной для хранения чистой воды."
Устройство удаляет любые загрязнения от тяжелых металлов и бактерий, а также удаляет соль из морской воды, производя чистую воду, которая соответствует требованиям стандартов питьевой воды, установленным Всемирной организацией здравоохранения.
«Наш рациональный дизайн и недорогое производство фототермических материалов для трехмерного оригами представляет собой первую в своем роде портативную систему сбора солнечного пара низкого давления», – сказал Ли. "Это может вдохновить на создание новых парадигм технологий солнечного пара в производстве чистой воды для частных лиц и домов."