담수화의 미래 탐구: 계면 태양 증발 시스템에 대한 종합적인 검토

By 칭화대학교 출판부2023년 4월 26일

전세계 담수 부족을 완화하기 위해 효율적인 계면 태양 증발 시스템을 구축하기 위한 세 가지 광범위한 전략의 다이어그램. 출처: Nano Research Energy, Tsinghua University Press

ISE 기술은 연구원들이 실제 적용을 위한 전략을 제안하면서 깨끗한 물 생산을 위한 지속 가능한 솔루션을 제공합니다.

계면 태양 증발(ISE)은 태양 에너지를 활용하여 환경 친화적이고 지속 가능한 방식으로 물을 정화하는 유망한 담수화 기술입니다. 연구자들은 최근 Nano Research Energy 저널에 효율적인 ISE 시스템 구축 전략을 검토하는 리뷰 연구를 발표했습니다. 그들은 새로운 에너지원 도입, 새로운 광열 재료 탐색, 혁신적인 광열 증발기 설계 생성, 제한된 공간에서 물 생산 개선, 대규모 ISE 시스템 개발을 포함하여 실용적인 응용 분야로 기술을 발전시키기 위한 5가지 권장 사항을 제공합니다. 팀은 ISE가 전 세계의 깨끗한 물 부족 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 믿지만 실제 적용을 발전시키려면 더 많은 작업이 필요하다는 점을 인정합니다.

담수는 인간의 삶에 필수적이며 담수의 부족은 오늘날 세계 곳곳에서 중요한 문제입니다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 바닷물에서 깨끗한 물을 생산할 수 있도록 담수화 기술 개발에 많은 노력을 기울여 왔습니다. 계면 태양 증발(ISE)은 전 세계 담수 부족을 완화하는 데 도움이 되는 기술입니다. 연구진은 효율적인 ISE 시스템을 구축하는 데 사용할 수 있는 전략에 대한 검토 연구를 수행했습니다.

그들의 연구는 최근 Nano Research Energy 저널에 게재되었습니다.

팀의 논문에서는 2차원 및 3차원 태양열 증발기의 에너지 연관성을 조사하고 고효율 ISE 시스템의 설계 및 제작 전략을 검토합니다. 요약된 작업은 ISE 시스템의 향후 설계를 실용적인 애플리케이션으로 안내하기 위한 관점을 제공합니다.

ISE는 환경 친화적이고 지속 가능한 공정을 통해 담수를 ​​생산하는 담수화 기술입니다. 이 기술을 사용하면 태양 에너지를 활용하여 물을 증발시키고 정화할 수 있습니다. 이 기술은 광열 증발기를 사용하여 태양광의 열을 증발 표면에 국한시켜 대량의 물과 환경으로 방출하는 대신 효율적인 증기 생성을 제공합니다.

막여과, 열증류 등 전통적인 담수화 기술은 화석연료에서 파생되는 전력을 다량 소모하므로 환경친화적이라고 간주되지 않습니다. 과학자들은 친환경적이고 지속 가능한 에너지원을 사용하는 새로운 담수화 기술을 계속해서 찾고 있습니다. ISE 기술의 최근 작업은 주로 에너지 관리 최적화에 중점을 두고 있습니다. 연구원들은 보다 효율적인 에너지 사용을 달성하려는 목표로 광열 재료 및 증발기 설계를 개선했습니다. 이는 증발 시스템에서 환경으로의 에너지 손실을 최소화하고, 환경에서 에너지 입력을 확장하여 증발 프로세스를 향상시키며, 증발 엔탈피를 줄여 증발 프로세스가 더 효율적이라는 세 가지 경로를 통해 달성됩니다.

팀의 검토는 실용적인 태양 증발 성능을 향상시키기 위한 이러한 경로를 체계적으로 요약합니다. 리 유(Li Yu) 교수는 “광열 변환 효율이 높은 재료를 적용하거나 스마트 에너지 관리 전략을 갖춘 최첨단 증발기의 구조 설계를 통해 증발 속도가 크게 향상될 수 있음을 분명히 입증했다”고 말했다. 심천기술대학.

"고효율 태양열 증발을 달성하기 위한 주요 원칙에는 증발 시스템에서 환경으로의 에너지 손실 방지, 주변 공기 및 대량 물로부터 에너지 입력 확대, 이미 증발 시스템에 있는 기존 에너지를 최대한 활용하고 증발을 낮추는 것이 포함됩니다. 엔탈피"라고 사우스 오스트레일리아 대학의 Haolan Xu 교수는 말했습니다.