เทคโนโลยีใหม่สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพ การใช้โฟมเมลามีนเคลือบ rGO แบบใหม่สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำ

การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างยั่งยืน จึงมีศักยภาพอย่างมากในการแก้ปัญหาทรัพยากรน้ำจืดไม่เพียงพอและบรรเทาปัญหาการขาดแคลนน้ำ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลแบบดั้งเดิมมักประสบปัญหา เช่น การใช้พลังงานสูง อุปกรณ์ที่ซับซ้อน และต้นทุนสูง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการเคลือบเพื่อขจัดเกลือแบบใหม่ที่ใช้นาโนวัสดุได้รับความสนใจจากนักวิจัยมากขึ้นเรื่อยๆ กราฟีนออกไซด์ที่ลดขนาดลงซึ่งเป็นวัสดุสองมิติชนิดใหม่ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่สำคัญในการกำจัดเกลือด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเคลือบการกำจัดเกลือแบบดั้งเดิมแล้ว rGO มีข้อได้เปรียบในเรื่องการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม พื้นที่ผิวจำเพาะสูง และความเสถียรทางเคมีที่ดี และคาดว่าจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดเกลือและลดการใช้พลังงาน

อย่างไรก็ตาม rGO เองก็มีปัญหาเรื่องการรวมตัวและการตกตะกอน ซึ่งลดประสิทธิภาพและความเสถียร ดังนั้น การตรึง rGO บนวัสดุโฟมเพื่อสร้าง สารเคลือบ คอมโพสิตเมลามีนโฟม /rGO จึงกลายเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสถียรของการแยกเกลือออกจากน้ำ

ด้วยการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและเสริมความแข็งแรงให้กับคุณสมบัติของตัวพาของวัสดุโฟม เราจึงสามารถตรึง rGO บนพื้นผิวโฟมอย่างสม่ำเสมอเพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับไอออนเกลือในน้ำ ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างและความหนาของสารเคลือบ rGO จะถูกควบคุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของการแยกเกลือให้เหมาะสมที่สุด

เพื่อให้เข้าใจกลไกการกำจัดเกลืออย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น เราได้เตรียมโฟมกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง (rGO) ไว้ด้วย โฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนไตรออกไซด์มีโครงสร้างจุลภาคที่มีรูพรุนและมีคุณสมบัติชอบน้ำ ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำได้ดีและสามารถดึงดูดน้ำเข้าสู่บริเวณระเหย ทำให้เติมน้ำได้อย่างรวดเร็วในขณะที่หลีกเลี่ยงการตกตะกอนของเกลือ

ระบบการระเหยที่ส่วนต่อประสานของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์สามารถบรรลุประสิทธิภาพการระเหยที่สภาวะคงที่ที่ 89.6% ภายใต้เชื้อเพลิงพลังงานแสงอาทิตย์ 1kW m−2 ระบบการระเหยที่ส่วนต่อประสานนี้มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อนสูงและมีเสถียรภาพในระยะยาวที่ดี แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเชิงพาณิชย์

ปัจจุบัน วิกฤตพลังงานระดับโลกและการขาดแคลนน้ำกลายเป็นภัยคุกคามสำคัญต่อการพัฒนาอย่างยั่งยืนของสังคมมนุษย์ เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้น การพัฒนาเทคโนโลยีการแปลงพลังงานประสิทธิภาพสูงและการฟอกน้ำได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น

เทคโนโลยีการระเหยอินเทอร์เฟซที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโน้มดี เนื่องจากมีความจุขนาดใหญ่ ใช้งานได้หลากหลาย สะอาด และมีความสามารถในการแปลงได้หลายฟังก์ชัน พลังงานแสงอาทิตย์แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลที่สะสมไว้

นอกเหนือจากเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์ที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยตรงแล้ว เทคโนโลยีการแปลงพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ยังดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และแปลงเป็นพลังงานความร้อน ซึ่งถือเป็นวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานความร้อนที่แปลงมาจากพลังงานแสงอาทิตย์สามารถขับเคลื่อนกระบวนการอุตสาหกรรมที่สำคัญ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ การแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ การฆ่าเชื้อ ระบบทำน้ำอุ่นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ และการใช้งานอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความร้อน การแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ที่ขาดโครงสร้างพื้นฐาน เนื่องจากสามารถแยกน้ำจืดออกจากน้ำทะเลได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการระเหยของส่วนต่อประสานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ได้กำหนดตำแหน่งกระบวนการแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ส่วนต่อประสานของเหลว-ไอ และได้กลายเป็นเทคโนโลยีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ เมื่อเปรียบเทียบกับระบบทำความร้อนแบบบูรณาการแบบดั้งเดิม ระบบการระเหยของส่วนต่อประสานจะมีประสิทธิภาพในการระเหยที่สูงกว่าและตอบสนองต่อความร้อนได้เร็วกว่า และเป็นทางเลือกอื่นที่มีศักยภาพสำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล

จนถึงขณะนี้ มีการศึกษามากมายที่ดำเนินการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความร้อนของระบบการระเหยของส่วนต่อประสาน ระบบการระเหยของส่วนต่อประสานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนสำคัญสามส่วน:

ตัวดูดกลืนแสงอาทิตย์ที่มีการดูดกลืนแสงอาทิตย์สูงและแปลงรังสีดวงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นฉนวนที่ถ่ายเทความร้อนที่แปลงแล้วไปยังน้ำจำนวนมาก และเส้นทางจ่ายน้ำที่ดึงน้ำจากน้ำจำนวนมากไปยังพื้นผิวของตัวดูดกลืนแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง

ในการศึกษาครั้งก่อนๆ นักวิจัยจำนวนมากได้ทุ่มเทให้กับการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไอน้ำ โดยการสังเคราะห์วัสดุที่ดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้หลากหลายช่วงความถี่ ปรับปรุงการออกแบบเส้นทางส่งน้ำใหม่ และปรับปรุงโครงสร้างฉนวนกันความร้อน

จนถึงขณะนี้ ระบบการระเหยของอินเทอร์เฟซที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย เช่น การกลั่นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ การฆ่าเชื้อด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ การแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ และการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการระเหยสูงของระบบ จำเป็นต้องสำรวจการดูดซับแบนด์วิดท์กว้างในสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ของวัสดุดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์

วัสดุดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ที่พัฒนาและสำรวจในระบบการระเหยของส่วนต่อประสานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ได้แก่ วัสดุคาร์บอน อนุภาคพลาสมอนิก และวัสดุดูดซับที่เลือกสเปกตรัมเป็นหลัก โดยวัสดุคาร์บอนและสีดำธรรมชาติมีความสามารถในการแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้ดีและเหมาะสำหรับตัวดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์แบบบรอดแบนด์และความเข้มสูง

เนื่องจากมีอัตราการดูดซับแสงอาทิตย์สูง ต้นทุนต่ำ และมีเสถียรภาพที่ดี จึงได้มีการศึกษาตัวดูดซับแสงอาทิตย์แบบคาร์บอนหลายชนิด เช่น นาโนทิวบ์คาร์บอน กราไฟท์ และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง หลังจากผ่านการพัฒนามาหลายปี ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไอน้ำของระบบภายใต้แสงแดดได้เพิ่มขึ้นถึงมากกว่า 90%

แม้ว่าจะมีการปรับปรุงอย่างมากในการพัฒนาวัสดุดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และการออกแบบโครงสร้างการระเหยของส่วนต่อประสาน แต่อุปกรณ์การแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่เกิดจากการสะสมของเกลือบนพื้นผิวด้านบนของเครื่องระเหยระหว่างกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ เกลือที่สะสมจะขัดขวางการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และปิดกั้นเครื่องระเหยที่มีรูพรุน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อนต่ำและประสิทธิภาพการระเหยไม่ดี

โดยทั่วไปแล้วจะใช้เทคนิคทางกายภาพแบบดั้งเดิม เช่น คลื่นอัลตราโซนิกและการแช่น้ำ เพื่อขจัดเกลือที่สะสม แต่ด้วยวิธีการเหล่านี้อาจทำให้โครงสร้างการระเหยของอินเทอร์เฟซเสียหายได้ง่าย

เพื่อลดการสะสมของเกลือในระบบการระเหยที่ส่วนต่อประสาน การศึกษามากมายจึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาการระเหยแบบไม่ชอบน้ำ อย่างไรก็ตาม เครื่องระเหยแบบไม่ชอบน้ำจะจำกัดปริมาณน้ำที่จ่ายไปยังพื้นผิวด้านบน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการระเหยของระบบลดลง อีกวิธีหนึ่งในการแก้ปัญหานี้คือการใช้เครื่องระเหยแบบชอบน้ำ ซึ่งจะเคลื่อนย้ายเกลือส่วนเกินจากพื้นผิวด้านบนไปยังน้ำจำนวนมาก

จนถึงปัจจุบัน การศึกษามากมายมุ่งเน้นไปที่การออกแบบเครื่องระเหยแบบดูดซับน้ำ เช่น เมมเบรนผ้าเซลลูโลสแบบดูดซับน้ำ เมมเบรนแบบดูดซับน้ำที่ทำจากกระดาษ และเครื่องระเหยที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ แต่การพัฒนาระบบระเหยที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีเสถียรภาพในระยะยาวและมีประสิทธิภาพสูงยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ

ในการศึกษาครั้งนี้ เราได้สาธิตโฟมกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง (rGO) ที่ทนทานต่อเกลือ ดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง และตอบสนองความร้อนได้รวดเร็ว สำหรับการแยกเกลือออกจากส่วนต่อประสานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ภายใต้แสงอาทิตย์ที่มีการเรืองแสงต่ำ

ในโครงสร้างที่มีรูพรุนแบบใหม่นี้ ได้เลือกใช้ โฟมเมลามีน (MF) ที่มีคุณสมบัติชอบน้ำเป็นวัสดุพื้นฐาน ซึ่งไม่เพียงแต่จะเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการดูดซับแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มการกระเจิงแสงหลายทิศทางอีกด้วย

คุณสมบัติชอบน้ำบนพื้นผิวและรูพรุนของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงทำให้เกิดการเปียกและการหลอมรวมของโซนการแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์อย่างเพียงพอ ตลอดจนเติมน้ำได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่หลีกเลี่ยงการสะสมของเกลือ

ระบบอินเทอร์เฟซพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพสูงของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง โดยมีอัตราการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไอน้ำที่ 89.6%

นอกจากนี้ เรายังออกแบบและประดิษฐ์อุปกรณ์แยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ โดยผสานโฟมเมลามีนเคลือบออกไซด์กราฟีนที่ลดปริมาณลงในพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ ซึ่งมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นน้ำ 56.4% ภายใต้แสงแดด เนื่องจากการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ น้ำสะอาดที่เก็บรวบรวมได้จึงมีคุณภาพตามข้อกำหนดสำหรับการดื่ม

ด้วยประสิทธิภาพการระเหยที่เหนือกว่าและความสามารถในการปรับขนาดของวัสดุแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อน ระบบสำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่ส่วนต่อประสานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์นี้จึงมีโอกาสนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในการใช้งานจริงของการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล

ความสามารถในการปรับขนาดของวัสดุถ่ายเทความร้อนจากการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบการระเหยของส่วนต่อประสานที่ใช้โฟมเมลามีนเคลือบออกไซด์กราฟีนที่ลดลง โฟมเมลามีนเคลือบออกไซด์กราฟีนจะอยู่ตรงกลางและหุ้มด้วยโฟมโพลีเอทิลีน (PE) ที่ด้านนอกเพื่อสร้างระบบการระเหยของส่วนต่อประสานที่มีฟองอากาศในตัว

โฟมเมลามีนเคลือบด้วยกราฟีนออกไซด์ที่ลดปริมาณเทลลูเรียมใช้เพื่อดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบอย่างรวดเร็ว แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อน และสร้างแรงผลักดันให้เกิดการระเหยของส่วนต่อประสาน ในทางกลับกัน โฟมเมลามีนเคลือบด้วยกราฟีนออกไซด์ที่ลดปริมาณไฮโดรฟิลิกสามารถดึงน้ำเกลือเข้าสู่โซนการระเหยได้อย่างต่อเนื่อง

โครงสร้างที่มีรูพรุนของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนไตรออกไซด์ทำให้ไอที่เกิดขึ้นหลุดออกไปสู่สิ่งแวดล้อม ส่งเสริมการดักจับแสงอาทิตย์และเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อน โฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนไตรออกไซด์ที่มีการลดปริมาณมีรูพรุนและชอบน้ำ ช่วยให้ดึงน้ำเข้าสู่โครงสร้างการระเหยที่อธิบายไว้ข้างต้นได้ ขณะเดียวกันก็สลายเกลือเข้มข้นกลับเข้าไปในน้ำทะเลจำนวนมาก

ในระหว่างกระบวนการระเหย ความเข้มข้นของเกลือในโฟมจะสูงกว่าความเข้มข้นของน้ำทะเลที่ก้นภาชนะ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นนี้ทำให้เกลือแตกตัวและละลายไปในน้ำ นอกจากนี้ โฟมโพลีเอทิลีนที่อยู่โดยรอบไม่เพียงแต่ช่วยลดการซึมผ่านของโฟมเมลามีน เคลือบกราฟีนออกไซด์เท่านั้น แต่ยังรวมตัวกันบนผิวน้ำโดยธรรมชาติ ช่วยยับยั้งการสูญเสียความร้อนที่เกิดจากน้ำเค็มโดยรอบอีก ด้วย

ระบบการระเหยที่อินเทอร์เฟซสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพบนผิวน้ำโดยไม่จำเป็นต้องออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อน นอกจากนี้ เนื่องจากการระเหยเกิดขึ้นที่อินเทอร์เฟซก๊าซ-ของเหลว ระบบการระเหยที่อินเทอร์เฟซจึงสามารถเคลื่อนที่ได้โดยอัตโนมัติเมื่ออินเทอร์เฟซถอยห่างออกไป

โฟมเมลามีนเคลือบด้วยกราฟีนออกไซด์ที่ลดปริมาณเทลลูเรียมเป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบการระเหยของส่วนต่อประสาน โฟมเมลามีนถูกจุ่มลงในสารแขวนลอยคอลลอยด์ออกไซด์ของกราฟีนเพื่อเตรียมโฟมเมลามีนเคลือบด้วยกราฟีนออกไซด์ที่ลดปริมาณ จากนั้นกราฟีนออกไซด์จะถูกทำให้ลดปริมาณลงเป็นกราฟีนออกไซด์ที่ลดปริมาณลงโดยใช้วิธีไฮโดรเทอร์มอล

โฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 ซม. และความหนา 1.6 ซม. สามารถผลิตได้ง่าย และมีสีดำเข้ม

ความหยาบของพื้นผิวของวัสดุโฟมเมลามีนเคลือบด้วยกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงซึ่งสังเกตได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติกสามมิติ พบว่าความสูงมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่า 300 ไมโครเมตร โครงสร้างพื้นผิวที่หยาบของคอมโพสิตการแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์นั้นส่วนใหญ่เกิดจากโครงสร้างที่มีรูพรุนของโฟมเมลามีน และกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงที่ปรับเปลี่ยนแล้วยังทำให้ความหยาบของพื้นผิวเพิ่มขึ้นด้วย

ความหยาบของพื้นผิวจะขยายพื้นที่ผิวในการดูดซับแสงอาทิตย์ในขณะที่เพิ่มการกระเจิงของแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบหลายครั้ง จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นความร้อนของระบบ โครงสร้างจุลภาคของโฟมเมลามีนที่เตรียมไว้เมื่อขยายภาพต่างกัน พื้นผิวโฟมเมลามีนเคลือบออกไซด์กราฟีนแสดงโครงสร้างเครือข่ายที่ย่นและเชื่อมต่อกัน

ขนาดรูพรุนของโฟมเมลามีนเคลือบ rGO อยู่ระหว่าง 20 ถึง 40 ไมโครเมตร โครงสร้างรูพรุนที่เปิดกว้างและพื้นผิวที่มีรอยย่นช่วยให้เกิดการสะสมของกราฟีนออกไซด์ โฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงมีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำได้ดีเนื่องจากโฟมเมลามีนที่มีรูพรุนมีคุณสมบัติชอบน้ำ

เมื่อหยดน้ำสัมผัสกับพื้นผิวของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลง ฟองน้ำจะถูกดูดซับจนหมดภายใน 0.5 วินาที พื้นผิวที่ชอบน้ำของคอมโพสิตกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงสามารถนำทางการระบายน้ำภายในโครงสร้างที่มีรูพรุนได้อย่างรวดเร็ว ความพรุนของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของมวลก่อนและหลังการดูดซึมน้ำ

ความพรุนของโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์สามารถสูงถึง 85.55% การดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์โดยโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อนของระบบ เพื่อประเมินความต้านทานเกลือ โฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงถูกวางในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ (3.5% โดยน้ำหนัก)

จากนั้นวางโซเดียมคลอไรด์แข็ง 3 กรัมบนพื้นผิวด้านบนและวางโฟมเมลามีนเคลือบ Tergo ที่ความหนาแน่นของแสงอาทิตย์ 1 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร เกลือแข็งจำนวนหนึ่งจะค่อยๆ ละลายหลังจากผ่านไป 2 นาที

เมื่อแสงแดดส่องกระทบพื้นผิวด้านบนของโฟมเมลามีนเคลือบ rGOอุณหภูมิของโฟมเมลามีนเคลือบ rGO จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วภายในไม่กี่นาทีและคงอยู่ที่ 35°C ตลอดกระบวนการระเหย เนื่องจากความสามารถในการละลายของเกลือขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูง เกลือก็จะละลายเร็วขึ้น และด้วยเหตุนี้เหล็กในเกลือจึงสามารถละลายกลับลงไปในน้ำบนพื้นผิวได้

ในโฟมเมลามีนเคลือบด้วยกราฟีนออกไซด์ที่มีรูพรุนจำนวนมากซึ่งมีความสามารถในการดูดซับน้ำสูงซึ่งสามารถส่งน้ำไปยังพื้นผิวด้านบนได้อย่างต่อเนื่อง เกลือสามารถเคลื่อนที่จากพื้นผิวด้านบนไปยังชั้นรองของน้ำได้ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมินำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความเค็มระหว่างพื้นผิวการระเหยด้านบนและตัวกลาง

เพื่อให้ได้แบนด์วิดท์กว้างและการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ โฟมเมลามีนได้รับการปรับเปลี่ยนด้วยโฟมเมลามีนที่ชอบน้ำที่มีรูพรุน จึงช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซับแสงอาทิตย์และเพิ่มการกระเจิงหลายครั้ง

ระบบการระเหยของส่วนต่อประสานของแสงอาทิตย์ที่ใช้โฟมเมลามีนเคลือบ rGO ตอบสนองความร้อนได้อย่างรวดเร็วที่ความหนาแน่นของพลังงานแสงอาทิตย์ 1 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร ทำให้มีประสิทธิภาพในการแปลงความร้อนจากแสงอาทิตย์ในสภาวะคงที่ที่ 2%

ในที่สุด เราได้รวมเครื่องระเหยโฟมเมลามีนเคลือบกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงเข้ากับเครื่องกลั่นพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งสามารถผลิตน้ำดื่มได้ 56.4% ด้วยการสะสมเกลือที่ 1 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร

เราคาดว่าอุปกรณ์การแยกเกลือออกจากส่วนต่อประสานที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์นี้จะสามารถใช้บนเกาะที่ห่างไกลหรือในมหาสมุทรเพื่อรวบรวมน้ำดื่มจากน้ำทะเลอันอุดมสมบูรณ์หรือแหล่งน้ำเค็มอื่นๆ

สรุป

โฟมเมลามีนเคลือบ rGO สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำ เป็นเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพและสร้างสรรค์ มีศักยภาพและแนวโน้มการใช้งานที่ยอดเยี่ยม ไม่เพียงแต่สามารถจัดหาแหล่งน้ำจืดที่เชื่อถือได้สำหรับพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการพึ่งพาพลังงานแบบดั้งเดิม ลดการใช้พลังงาน และมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

ผลการวิจัยครั้งนี้จะเป็นส่วนสำคัญในการแก้ไขปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำจืดทั่วโลกและส่งเสริมให้เกิดการพัฒนาที่ยั่งยืน

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโฟมเมลามีน SINOYQX โปรดติดต่อเราได้ที่[email protected]หรือโทรหาเราที่: +86-28-8411-1861

รูปภาพและข้อความบางส่วนนำมาจากอินเทอร์เน็ต และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาติดต่อเราเพื่อลบทิ้ง