この3D印刷技術は、実際に淡水の問題を解決しました

科学者の新しいタイプの清浄機は、完全に印刷されたセラミックコアに基づいており、太陽熱吸収装置、絶縁体、および配水装置が統合されており、設定なしで収集および脱塩できます。 このデバイスの変換効率は98％であり、世界保健機関（WHO）の基準も満たしているため、持続可能でエネルギー効率の高い方法で世界の水不足を解決するための理想的な選択肢となる可能性があります。

淡水化による干ばつへの対処

世界の人口が増え続け、気候変動が新たな課題をもたらし始めるにつれて、世界のより貧しい地域で安全な飲料水を入手することはますます困難になっています。同時に、地球の海は地球の表面の70％以上を占めていますが、飲料用の淡水の2.5％にすぎないため、海水浄化技術は世界的な水不足の最善の解決策となっています。





現在、さまざまな逆浸透、蒸留、およびイオン交換ベースの脱塩装置が利用可能ですが、それらの高いコストとエネルギー消費により、開発途上国はそれらを使用できないことがよくあります。したがって、人々にきれいな水を届けるためには、よりコンパクトで分散型の省エネ技術が不可欠です。したがって、科学者は持続可能な代替案のプロトタイプとして太陽エネルギー機器をますます採用しています。



しかし、多くの初期設計では、太陽光を使用して海水を浄化する可能性が証明されていますが、通常、構造の制御が制限された状態で大量生産されるため、熱効率は高くありません。太陽エネルギーから蒸気へのエネルギー変換率を高めるために、研究者は現在、化学物質をより速い速度で蒸発させることができるよりエネルギー効率の高い装置を製造する方法として3D印刷を採用しています。

セラミックベースの日射吸収

科学者は、3D印刷技術を使用して、多孔質セラミックメッシュに基づく多機能ソーラーアブソーバーを製造できます。材料の固有の絶縁特性のおかげで、最終部品は、太陽エネルギーを収集するためにグラフェン吸収体を設置できる、送水器、絶縁体、およびデバイスの一体型ベースとして使用できることが証明されました。





複雑なセラミック要素を正確に調整することで、研究者は統合されたマイクロチャネルを提供することもでき、デバイスの周りに水を導き、全体的な蒸気発生率を維持することができました。その結果、チームの完全密閉型機器は、熱放散なしに太陽エネルギーを吸収体に集中させる能力を最終的に実証し、自己完結型の太陽蒸発の急速なサイクルを達成しました。



興味深いことに、最初のテスト中に、科学者たちは、吸収装置のメッシュ間隔を大きくして給水速度を上げることにより、機器の性能をさらに最適化できることを発見しました。さらに、淡水化装置の吸収装置をリザーバーに接触せずに多孔質基板の真上に配置することで、チームは熱損失を減らし、高い蒸気発生率を維持することができました。

その後の屋外実験では、研究者の機器は、WHOの基準を満たすのに十分なナトリウム、マグネシウム、およびカリウムを除去しながら、毎時0.5リットルの速度で淡水を生成しました。綿ベースの吸水剤と比較して、科学者はまた、彼らのセラミック-グラフェン溶液が2倍以上の速さでミネラルを蒸発させ、太陽エネルギー変換効率が98％と高いことを発見しました。

結局、その機器の速度とイオン除去効率を考えると、チームは全体的なアプローチが成功したと結論付け、蒸発器の設計がさらに発展するにつれて、技術が商用機器。未来の太陽光発電機。

科学者は論文で次のように結論付けています。「（テスト中に）収集された水は、化学的不純物の点で飲料水基準を満たしています。」「頑丈、耐久性、無毒、防汚、高効率の3Dの特性を備えています。セラミックソーラー淡水化装置の印刷このコンセプトは、より持続可能で環境に優しいきれいな水生産への扉を開くことができます。」