Dúshlán atá ag éirí níos tromchúisí don fhorbairt shóisialta is ea ganntanas fionnuisce. Tuairiscítear go bhfuil easpa uisce óil sábháilte ag 29% den daonra domhanda, agus tá an t-éileamh ar uisce glan fós ag méadú mar gheall ar fhás daonra agus saincheisteanna comhshaoil. Tá tábhacht ar leith ag baint le huisce glan a bhaineann le sláintíocht i gcomhthéacs na ráige reatha den ghalar coronavirus (niúmóine Neocoronavirus). Meastar go bhfuil galú uisce faoi thiomáint na gréine ar cheann de na teicneolaíochtaí is geallta chun uisce glan a tháirgeadh ó uisce farraige agus fuíolluisce ag baint úsáide as solas na gréine mar an t-aon ionchur fuinnimh. Braitheann an teicneolaíocht go mór ar mhaolaitheoirí gréine, a fheidhmíonn mar evaporators chun fuinneamh na gréine a thiontú go teas chun gal a tháirgeadh. Chun rátaí arda galú uisce agus éifeachtúlacht chomhshó teasa gréine a bhaint amach, ba cheart go mbeadh raon leathan ionsúcháin ag an ábhar idéalach chun cuid mhór den speictream gréine a úsáid go héifeachtach, seoltacht íseal teirmeach chun caillteanas teasa a chosc, agus bealaí scagach tríthoiseach (3D) le haghaidh iompar éifeachtach uisce. Go dtí seo, d'fhorbair eolaithe ábhair fótaiteirmeacha éagsúla bunaithe ar charbóin (m.sh., graphene nó nanafeadáin charbóin), polaiméirí, miotail agus ocsaídí miotail agus a hibridí, etc.
Tá eolaithe ag obair go dian chun go leor dul chun cinn a iniúchadh agus a dhéanamh le blianta beaga anuas, mar sin foghlaimímid ó roinnt foilseachán tráthúla faoin dul chun cinn taighde i nginiúint uisce glan fótaiteirmeach le blianta beaga anuas.
- Cumarsáid Dúlra: Spreagann duilleoga plandaí gréine-thiomáint, purifier uisce ard-éifeachtúlachta
Braitheann duilleoga plandaí soithíocha nádúrtha ar dhifríochtaí i mbrú osmóiseach, trasghalú agus eisfhearadh chun tonna d'uisce glan a tháirgeadh, faoi thiomáint ag solas na gréine. Spreagtha ag seo, thuairiscigh taighdeoirí i ngrúpa Chun Li in Ollscoil Qinghua íonaitheoir faoi thiomáint solas na gréine le haghaidh íonú agus táirgeadh uisce éifeachtach. Tá hidrigéil (PN) pola(N-isopropylacrilamide) atá freagrach ó thaobh teochta de san íonaitheoir seo atá faoi thiomáint solas na gréine, atá ancaire ar dhroim cúr meilimín sárhidreafileach agus atá brataithe le scannán scagaire graiféin (PG) modhnaithe le PNIPAm ar an taobh amuigh. Léirigh insamhaltaí dinimice móilíneacha agus torthaí turgnamhacha gur luasghéaraigh nádúr sárhidreafileach an droma meilimín sách righin ráta ata/dí-at an íonaitheora PNPG-F go suntasach. Faoin ionradaíocht déine chéanna solas na gréine, sholáthair an struchtúr innealtóireachta réasúnach seo bailiú 4.2 kg/m2/u agus baint ian > 99% do PNPG-F aonair ó bheatha sáile trí na héifeachtaí sineirgisteacha a bhaineann le galú agus le cur leis braoiníní. Samhlaíonn an t-údar feidhmeanna móra féideartha don chóras seo atá faoi thiomáint solas na gréine in iarratais éagsúla cóireála uisce. Foilsíodh an staidéar mar pháipéar dar teideal “Plant leaves inspired sunlight-driven purifier for high-efficiency clean water production” san fho-iris Nature, Nature communications.
- Dul chun cinn san Eolaíocht: Líonraí polaiméire an-hiodráitithe de hidrea-ghéill ionsúcháin solais le haghaidh íonú uisce gréine
Is teicneolaíocht geallta é galú uisce gréine le haghaidh íonú uisce le haghaidh táirgeadh fionnuisce. Mar sin féin, tá giniúint gaile gréine dian ar fhuinneamh, rud a fhágann go mbíonn táirgeadh íseal uisce faoi sholas an lae nádúrtha. Dá bhrí sin, tá gá mór le hábhair nua a fhorbairt a fhéadfaidh an t-éileamh ar fhuinneamh galú uisce a laghdú agus íonú uisce gréine a luathú. Thuairiscigh grúpa an Ollaimh Guihua Yu ag Austin, Texas, SAM, hidrogel ionsúcháin solais an-hiodráitithe (h-LAH) comhdhéanta d'alcól polaivinile agus chitosan mar chnámh droma hiodráitithe agus polypyrrole mar an t-ionsúire solais, a fhéadfaidh níos lú fuinnimh a úsáid (<50% de thoirt an uisce) chun uisce a ghalú. Léiríodh gur féidir le méadú ar chumas hiodráitithe h-LAH staid an uisce a athrú agus uisce a ghníomhachtú go páirteach, rud a éascóidh galú uisce. Mhéadaigh h-LAH táirgeadh gal gréine go dtí ráta barrúla de ~3.6 kg/m2/h in 1 ghrian. Léirigh galú uisce gréine bunaithe ar h-LAH freisin marthanacht fhadtéarmach agus airíonna antifouling i gcoinne ábhar salaithe ianach casta. Foilsíodh an taighde i bpáipéar dar teideal “Duilleoga plandaí íonaitheoir spreagtha ag solas na gréine le haghaidh táirgeadh uisce glan ardéifeachtúlachta” san fho-iris Science Science Advances”.
- Angew: Ábhair COF le superhydrophilicity agus ionsú solais tonnfhad leathan le haghaidh galú uisce photothermal
Tá hidreafóbacht dhúchasach agus ionsú solais teoranta de pholaiméirí orgánacha scagach, go háirithe sa réigiún gar-infridhearg (NIR), ina dhá bhac a chuireann bac ar a gcur i bhfeidhm i nginiúint gaile gréine (SSG). D'fhorbair taighdeoirí i ngrúpa Xiaoli Yan ag Ollscoil Jilin creat orgánach comhfhiúsach (COF) bunaithe ar 1,4,5,8 tetrakis (feinilamino) anthracene-9,10-dione (TPAD) (TPAD-COF), arb é is sainairíonna é sárhidrophilicity agus ionsú solais leathan a chlúdaíonn SSG ón réigiún UV./infheicthe NIR ar fad Léiríonn TPAD-COF, mar ábhar comhshó fótateirmeach éifeachtach gan aon bhreiseáin, galú uisce den scoth de 1.42 kg/m2/h agus baintear amach éifeachtacht chomhshó ardfhuinnimh de 94% faoi ionradaíocht déine gréine amháin. Baineadh síneadh breise ar an raon ionsú solais COF bunaithe ar TPAD amach trí mhodhnú iar-shintéiseach ar mhóilíní BF2 chelated. Deimhníonn turgnaimh agus anailís rialaithe córasach go bhfuil ról níos mó ag hidreafaileacht an ábhair chomhshó photothermal sna COFanna TPAD-bhunaithe reatha a úsáidtear le haghaidh galú uisce fótaiteirmeach. Foilsíodh an obair thaighde, dar teideal “Superhydrophilic2D Covalent Organic Frameworks as Broadband Absorbers for Éifeachtach Gréine Gaile Giniúint,” san iris idirnáisiúnta ardleibhéil Angewise. Foilsíodh an saothar san iris mhór idirnáisiúnta Angew. Ceimic. Int. Ed.
- JACS: Hidreagall COF/graphene dé-réigiún hidreafail-hidreafóbach le haghaidh galú uisce fótaiteirmeach
Is teicneolaíocht inbhuanaithe cóireála uisce é galú uisce gréine a chuidíonn le ganntanas uisce domhanda a mhaolú. Mar sin féin, tá dúshláin mhóra roimh an teicneolaíocht seo mar gheall ar an tomhaltas ard fuinnimh agus ráta galú íseal galú uisce. Tuairiscíonn grúpa an Ollaimh Arne Thomas ag Ollscoil Theicniúil Bheirlín, an Ghearmáin, creat orgánach comhfhiúsach (COF)/hidrigel dé-réigiún graphene a chuimsíonn réigiúin hidreafaileacha agus hidreafóbach in aon ábhar amháin trí straitéis fáis shimplí in situ. Clúdaíonn an COF hidreafail cuid den réigiún hidreafóbach graphene. Trí rialú beacht a dhéanamh ar an dá réigiún fliuchta, taispeánann an hidrogel hibrideach fómhar éadrom éifeachtach, bogacht intunable, ábhar uisce optamaithe, agus ceanglas laghdaithe fuinnimh le haghaidh galú uisce. Mar ionsúire gréine, sroicheann an hidrogel dé-réigiún ráta giniúna gaile suas le 3.69 kg/m2/h ar feadh 1 ionradaíocht gréine (1kw/m2), atá inchomparáide le hardábhair eile. Ina theannta sin, is féidir an evaporator hidrogel seo a úsáid chun uisce inólta a tháirgeadh ó uisce farraige agus séarachais, rud a léiríonn cumas cóireála uisce. Foilsíodh an obair thaighde san iris JACS mar “A Covalent Organic Framework/Graphene Dé-Réigiún Hydrogel for Feabhsaithe Gréine-tiomáinte Uisce Generation”, JACS, iris idirnáisiúnta den scoth.
- Dul chun cinn Eolaíochta: lann lile uisce struchtúr-spreag evaporator uisce photothermal ard-éifeachtúlachta
Le blianta beaga anuas, tá cumas iontach léirithe ag giniúint gaile gréine idir-éadan chun éifeachtacht ardtiontaithe fuinnimh a bhaint amach le haghaidh díshalannaithe agus cóireála fuíolluisce. Mar sin féin, ní féidir rátaí arda galú a choinneáil mar gheall ar an carnadh dosheachanta de shalú nó salainn ar an ionsúire gréine. Luathaítear an díghrádú de réir mar a mhéadaíonn an tiúchan tuaslagáit. Chun aghaidh a thabhairt ar an bhfadhb seo, rinne grúpa an Ollaimh Jia Zhu ag Ollscoil Nanjing, spreagtha ag struchtúr duilleoga lile uisce, struchtúr ilchéime a dhearadh (Struchtúr Ordlathach Uisce-spreagtha (WHS) gléas comhshó photothermal-gal, is féidir a bhaint amach éifeachtacht chomhshó photothermal 80% nuair a chóireáil 10 wt% d'uisce salann ard-tiubhaithe agus 30 éifeachtúlacht comhshó fótaileictreach. Ní laghdaítear go suntasach le linn cóireála a dhéanamh ar sháile agus fuíolluisce an-tiubhaithe go dtí go bhfuil an galú críochnaithe (.i. “scaoileadh nialasach”), agus go bhfanann an dromchla glan.
- Nanafhuinneamh: disulfide moluibdín le haghaidh galú uisce fótaiteirmeach
D'fhorbair taighdeoirí i ngrúpa Lifeng Wan ag Institiúid Ábhair Teorann Ollscoil Deakin sraith de heitrestruchtúir déshuilfíde miotail trasdultacha agus níotráit shaibhir nítrigine le haghaidh galú uisce gréine trí chlaochlú criostail pháirteach. Go háirithe, taispeánann na heitrestruchtúir 2T chun cinn seo ionsú speictreach feabhsaithe sa raon infridhearg agus cobhsaíocht cheimiceach den scoth i dtuaslagáin éagsúla, lena n-áirítear uisce, aigéid agus bunanna. Níos tábhachtaí fós, mar gheall ar an déine ionsúcháin speictreach feabhsaithe agus an caillteanas teasa laghdaithe, taispeánann an gléas teirmeach gréine MoS2-Mo5N6/ cúr meilimín (MF) ráta ard galúcháin (2.31 kg m-2h-1) agus éifeachtúlacht chomhshó (106.6%), atá 1.4 agus 4.7 uair níos airde ná iad siúd de ghléasanna gréine MoS2/MF agus MF/uisce, faoi seach. Soláthraíonn an saothar seo sraith de heitrestruchtúir níotráit shaibhir nítrigine TMDanna 2T-2T chun cinn le feidhmíocht fhótatheirmeach den scoth chun uisce gréine a ghiniúint. Foilsíodh an saothar seo in Nano energy, iris idirnáisiúnta den scoth, mar “Advanced 2D-2D heterostructures of transition metal dichalcogenides and nitrogen-rich nitrides for solar water generation”.
Táthar ag súil go ndéanfaidh teicneolaíocht galú uisce photothermal gréine an ganntanas domhanda uisce glan a réiteach, is é an rud is gá a réiteach anois ná ullmhú íseal-chostas na n-ábhar photothermal, oibriú ard-éifeachtúlachta, chomh maith le cobhsaíocht agus iniomparthacht úsáide i dtimpeallachtaí praiticiúla iarratais, ag súil le níos mó torthaí sa todhchaí chun tairbhe luath an chine daonna go léir!
Chun tuilleadh eolais a fháil faoi Chúr Meilimín, déan teagmháil linn ag [email protected] nó seol guth chugainn: +86-28-8411-1861.
Déantar roinnt pictiúr agus téacs a atáirgeadh ón Idirlíon, agus is leis an údar bunaidh an cóipcheart. Má tá aon sárú ann, déan teagmháil linn le scriosadh.