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罗彻斯特大学郭春雷团队利用飞秒激光蚀刻让普通铝板“变身”高效太阳能净水器

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罗彻斯特大学郭春雷团队利用飞秒激光蚀刻让普通铝板“变身”高效太阳能净水器

发布日期:2020-08-13 作者: 点击:

在新冠病毒大流行期间,发达国家的人们可以得到充足的清洁水供应,根据需要经常洗手,以保护自己免受疾病的感染。

然而,世界上近三分之一的人口甚至不能保证有干净的饮用水。

罗彻斯特大学的研究人员已经找到了一种方法来解决这个问题,即利用人人都能获得的阳光,以超过100%的效率蒸发和净化被污染的水。

净水器

在《自然可持续性》杂志上发表的一篇论文中,光学教授Chunlei Guo实验室的研究人员演示了一束飞秒激光脉冲是如何将一块普通铝板的表面蚀刻成一种具有超强吸水性和超强吸能性的材料的。

实验室的实验表明,该方法降低了所有常见污染物的存在,如洗涤剂、染料、尿液、重金属和甘油,以安全水平饮用。

这项技术在发达国家也可以用于缓解干旱地区的水资源短缺,以及用于海水淡化项目。

此外,尽管煮沸一直被认为是一种消除微生物病原体和减少腹泻感染死亡的方法。但是沸水并不能消除重金属和其他污染物。

然而,基于太阳能的水净化,可以大大减少这些污染物,因为当蒸发的水变成气态,然后冷凝和收集时,几乎所有的杂质都留下了。

基于太阳的水蒸发最常见的方法是体积加热,即大量的水被加热,但只有最上层的水可以蒸发。

Guo 说,这显然是低效的,因为只有一小部分的加热能源被使用。

Guo实验室开发的太阳能电池板通过将一薄层水从蓄水池中引出来,直接放到太阳能吸收器表面进行加热和蒸发,从而避免了传统太阳能蒸发水方法的低效率。

“此外,因为我们使用的是带槽表面,只要喷一下就很容易清洁,”Guo说。

“最大的优势,”他补充说,“是电池板的角度可以不断调整,在太阳升起时直接面对太阳,然后在太阳落山前在天空移动”——最大限度地吸收能量。

该项目得到了比尔和梅林达·盖茨基金会、国家科学基金会和美国陆军研究办公室的资助。


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