星空体育官网壳聚糖气凝胶浸渍石墨烯纳米片太阳能蒸发器和相变材料的集成太阳能为海水淡化提供了多种优势,包括经济性、生态友好性和可持续性。然而,某些因素会影响蒸发速率并导致收率低。这些因素包括太阳能吸收率低、温升缓慢和吸热不足。为了应对这些挑战,我们将浸渍有石墨烯纳米片(CAGNP)的壳聚糖气凝胶作为光热吸收剂(PTA)和基于大豆蜡(SWAX)的热能存储材料(TESM)集成到球形太阳能蒸馏器(SSS)中。这种创新组合提高了太阳能吸收率并实现了能量存储,从而实现了全天、全天候的淡水生产。利用废饮料铝罐填充相变材料(PCM)来储存热能。制造了三个相同的 SSS,并在 2023 年 3 月至 8 月期间检查了它们的性能。这项综合评估展示了光热吸收和能量存储的效果,阐明了它们在此期间对系统效率的集体影响。测试表明,常规SSS在9小时内可实现1.6 L/m2的淡水生产率。SWAX 的集成使水量达到 3.0 L/m2,与传统的 SSS 相比,显着提高了淡水产量。此外,CAGNP 和 SWAX 对 SSS 的综合作用导致了 SSS 的显着增强,淡水生产力达到 4.1 L/m2。传统SSS、SSS-PCM和SSS-CAGNP-SWAX获得的火用效率分别为1.21%、1.69%和1.85%。此外,SWAX的使用有利于热能的有效储存和释放,实现全天候、全天候的淡水生产。
图4是本研究中测试的 SSS 的示意图 (a) 顶视图、(b) 侧视图和 (c) 立体视图。
图5是(a) 垃圾收集器中的废弃饮料罐的照片,(b) 本实验选择的罐子,(c-d) 使用轨道打磨机去除收集的罐子的盖子,以及 (e) 黑色涂漆以改善阳光吸收 。
图6是(a) 使用 3D 打印机制作用于固定罐和 PVA 片的 3D 支架星空体育,(b) 用三片 PVA 输水片包裹的 PCM 储存罐,以及 (c) 由壳聚糖气凝胶、PCM 组成的单独蒸发器组件 - 储存的罐头和 PVA 片材。
图7是SSS(参考)、SSS-SWAX 和 SSS-CAGNP-SWAX 系统的照片。这些图像说明了该研究中采用的实验安排。
图9是几个气候参数的月平均变化:(a) 月平均太阳辐射量的变化。(b) 距地面 30 cm 处测量的月平均环境温度变化。(c) 月平均风速变化。(d) 显示月平均湿度的图表。所有数据均按白天 6:00 至 20:00 提供。
图10是2023 年 8 月 2 日测量的气候参数随时间的变化:(a) 太阳辐射的变化,(b) 距地面 30 厘米处测量的温度,(c) 风速。所有数据均按白天 6:00 至 20:00 提供。