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发电量提高了 8%,KAUST开发特殊的膜为海水淡化带来福音
水处理科技 / 时间:2021-08-04 22:52:00

贤集网8月4日讯:膜设计的微小变化会对 KAUST 开发的一项新技术的性能产生很大影响,该新技术利用太阳能电池的废热进行海水淡化。

太阳能电池板会变得非常热——比干旱地区的周围气温高 40 摄氏度以上。出现这些情况是因为硅光伏电池通常仅将吸取的太阳能的四分之一转化为电能,而其余部分则用于加热电池。极端的工作温度会降低电池的效率和寿命。

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2019年,王鹏和他的团队意识到太阳能电池的废热可以用于水净化。他们开发了一种安装在光伏板下方的装置,可将海水吸入一系列分层通道。太阳能电池热量在最上层通道中蒸发的水通过多孔膜到达下层,在那里被重新蒸馏。经过三层净化后,淡水的生产速度接近每小时 1.6 升。

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然而,即使采用水冷,该团队发现他们的光伏电池板的工作温度仍然居高不下。为了解决这个问题,研究人员 Wenbin Wang 和 Sara Aleid 帮助开发了一个理论模型,以探索某些膜参数(如厚度和孔隙率)与太阳能电池热度之间的关系。

实现较低的太阳能电池温度依赖于调节通过多级装置中疏水膜的热传递,Wang 说明说,仅仅通过调节膜参数,大家发现使用具有更高孔隙率的更薄疏水膜可以同时实现更高的脱盐性能和更低的太阳能电池温度。

将这些结果从实验室应用到现实环境中,团队需要最大限度地减少与海水淡化相关的能源需求和副产品浪费。研究人员从静脉输液管线中使用的输液技术中汲取灵感,开发了一种重力驱动系统,无需外部泵即可将海水输送到太阳能电池装置中。此外,一种特殊的织物可以吸走固体盐分和矿物质,避免有毒液体盐水的释放。

因为大家的设备旨在淡化海水并为离网社区提供电力,依靠机械泵来控制源水的流量并不是一个好的选择。

包括在阳光明媚的 KAUST 校园进行的户外测试在内的实验表明,新的膜设计将发电量提高了 8%,同时还将以前的淡水发电率提高了一倍。


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