在21个资源稀缺是一个紧迫的问题圣世纪。在《华尔街日报》发表的一篇论文ACS材欧洲杯足球竞彩料信已经问了一个问题:我们怎样才能收获水蒸气在空中提供新鲜的饮用水吗?作者回顾了当前的技术进步和提出了一个新颖的水蒸气收集系统,并提供了一个简短的前景优势系统及其相关的挑战。
研究:集水从空气:当前的被动方法和前景。图片来源:生命/ Shutterstock.com
缺水的21圣世纪
目前,全世界大约有四十亿人无法获得安全的饮用水和卫生,预计这个数字将在未来几十年里急剧增长随着世界人口的增加和人类继续消耗有限的资源。
传统上,河流、湖泊和水库提供了世界人口提供淡水,但这些系统变得不堪重负,城市的快速增长和工业活动。气候变化和污染重工业和未经处理的污水进一步加剧了这个问题通过以前可靠的饮用水源安全饮用水和卫生设施的目的。
获得安全用水的缺乏是当今世界的一个重要因素。这是一个如此重要的问题,联合国已任命获得干净的水和卫生设施的一个十七岁的可持续发展目标。其他目标包括减少贫困,食品不安全,和性别不平等,和促进教育、卫生、健康和可持续的创新以及保护自然和生物多样性。
使用技术解决这个问题
技术解决方案已经开发多年来改善获得安全饮用水和卫生城市和农村人口。关键技术包括污水处理和海水淡化,但这些解决方案可以是昂贵和复杂而遭受水路运输能力问题。这些技术的使用是特别具有挑战性的欠发达和内陆地区。
中包含有大量的淡水储备冰盖,冰川,深层含水层,但这些都是难以达到,在冰川和冰帽的情况下,环境问题利用。另外,利用这些资源需要昂贵,技术复杂的解决方案。
还有另一个丰富的水资源,无处不在,和极度underexploited,可以解决许多现代社会所面临的缺水问题:大气水蒸气。1.29 x1013米3大气中含有这生命的资源,和它的无处不在的自然克服交通和地理阻碍传统技术的问题。水蒸气可以利用提供饮用水在沿海,内陆,发达或欠发达地区。
这项研究
研究集中在当前领域的进步和角度被动大气集雨技术(不在)。露水和雾收集使用板和网是被动的水蒸气的传统的方法集合。然而,这些策略只产生适度的收益率和明显受环境条件的影响。此外,在液滴液化,产生热量,对凝结产生不利影响。
策略提高被动不在性能调查最近包括开发新型工程材料和表面冷凝器,改善喷雾冷却冷凝基质发生,并使用sorbent-assisted系统克服环境条件和精矿水分,增加产量。欧洲杯足球竞彩
研究调查最新进展的表面形态和润湿性优化策略被动不在系统中,衬底制冷和辅助sorbent-based系统。这些系统的性能一直是在回顾总结,和作者深入分析了其优势和局限性。
从AZoM:扫描电子显微镜在取证的当前视图
的研究指出,天然露水冷凝器不能执行以及humidifier-assisted设置,但利用空气动力学,产量可以提高数量级。使用先进的红外发射率高的材料可以帮助提高欧洲杯足球竞彩产量时用作不在组件。最近的一个有趣的发展是一个双重日间/夜间淡化/露水收集系统,利用多壁碳纳米管在柔软的基础。
一个多功能不在面板
当前论文的一个关键贡献大气水领域的收获是引入提出多功能被动不在面板。系统使用黑硅,这表明承诺作为研究材料在以前的身体,和系统的灵感来源于太阳能收集板。该面板具有一个独特的表面形态和优越的辐射冷却能力。
黑硅有一个夜间辐射冷却效果,促进缩合形成。疏水性,凝聚水汽容易跑掉黑硅表面面板进入收集器,从而减少蒸发损失。雨量计评估水收集系统的能力。
在白天,系统能吸收太阳辐射,由于硅衬底,它可以作为一个太阳能电池板获取能量,使系统能够自给自足,多功能;此外,可以帮助优化微结构表面自洁。该收获机可以安装在任何地理区域。
进一步研究机械鲁棒性和自洁能力和使用挡风玻璃或空心结构减轻风致热对流被认定为未来机会提高该设备的性能。总体而言,当前的研究提供了一次非常重要的审查进展被动不在策略和技术将有助于解决缺水的紧迫问题的21圣世纪。
进一步的阅读
刘,X Beysens D & Bourouina T(2022)从空气集雨:当前的被动方法和前景ACS材欧洲杯足球竞彩料信4 pp.1003 - 1024 | pubs.acs.org。可以在:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs欧洲杯足球竞彩materialslett.1c00850
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