El dispositivo de desalinización con energía solar consta de tres capas: un material que absorbe la humedad, un aislante térmico y un absorbente solar de papel que contiene titanio. Crédito: Chao Chang
A pesar de la enorme cantidad de agua en la Tierra, la mayor parte es agua de mar no potable. El agua dulce representa solo alrededor del 2,5% del total, por lo que gran parte del mundo está experimentando una grave escasez de agua.
EN Anticipos de AIP, Los científicos chinos informan sobre el desarrollo de un dispositivo de desalinización de energía solar altamente eficiente. El dispositivo consta de una carcasa que contiene titanio capa, TiNO u óxido de nitruro de titanio, capaz de absorber energía solar. El TiNO se deposita sobre papel y espuma especiales, lo que permite que el absorbedor solar flote en el agua de mar.
Cuando la luz solar incide en la capa de titanio, se calienta rápidamente y se evapora. agua. Al colocar el dispositivo en un recipiente transparente con techo de cuarzo inclinado, el vapor se puede condensar y recolectar para producir grandes cantidades de agua dulce.
“En el campo de la energía solar, TiNO es un recubrimiento absorbente solar comercial común, ampliamente utilizado en sistemas solares de agua caliente y unidades fotovoltaicas”, dijo el autor Chao Chang. “Tiene un alto coeficiente de absorción de energía solar y baja emisión de calor, y puede convertir de manera eficiente energía solar en energía térmica “.
Los investigadores desarrollaron un método de deposición de capas de TiNO utilizando una técnica conocida como pulverización catódica con magnetrón. Utilizaron un tipo especial de papel altamente poroso conocido como papel airlaid que actúa como un material que absorbe la humedad para suministrar agua desde un tanque de agua de mar. El papel Airlaid está hecho de fibras de madera y se usa comúnmente en pañales desechables.
El evaporador constaba de tres partes: una capa de TiNO en la parte superior, un aislante térmico y un papel al aire en la parte inferior. La capa aislante es espuma de polietileno que tiene muchos poros llenos de aire que atrapan el calor y permiten que la unidad multicapa flote sobre el tanque de agua de mar, minimizando pérdida de calor a los alrededores.
“El papel poroso depositado al aire, que se utiliza como sustrato para un absorbedor solar de TiNO, se puede reutilizar y reciclar más de 30 veces”, dijo Chang.
La precipitación de sal en la superficie de TiNO puede haber afectado el rendimiento, pero los investigadores encontraron que incluso después de mucho tiempo, no se formó ninguna capa de sal en la superficie. Sugieren una naturaleza porosa papel elimina la sal que pueda acumularse en la superficie, devolviéndola al depósito de agua de mar.
El agua de mar normal tiene una salinidad de más de 75.000 miligramos por litro. El agua potable corriente tiene una salinidad de aproximadamente 200 miligramos por litro. La unidad de desalación logró reducir agua de mar salinidad por debajo de 2 miligramos por litro.
La combinación de bajo costo, alto rendimientoy la falta de contaminación en esta tecnología de desalinización muestra que puede ayudar a resolver el problema de escasez de agua dulce en el mundo.
“Evaporador de interfase de TiNO poroso alimentado por energía solar para la desalación de agua de mar de alto rendimiento” Anticipos de AIP, aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0047390
Entregado por
Instituto Americano de Física