Бухоршавии байнисатҳӣ бо истифода аз энергияи офтобӣ (SIE) яке аз технологияҳои умедбахштарин барои рафъи норасоии оби ширин ҳисобида мешавад, зеро он қобилияти истифодаи самараноки энергияи офтобӣ барои истеҳсоли оби ширин дорад. Ғайр аз ин, бухоркунакҳои офтобӣ дар тоза кардани оби партови шӯри консентратсияшуда бартариҳои беназир доранд . Раванди бухоршавӣ танҳо кристаллҳои намакро ҳамчун маҳсулоти иловагӣ ба вуҷуд меорад ва бо ин васила ба сифр холӣ шудани моеъ ноил мегардад. Аммо, ҷамъшавии намак дар бухоркунак ба ҷабби нур халал мерасонад ва ба ихроҷи буғ таъсир мерасонад ва дар ниҳоят боиси паст шудани кори бухоркунак ё ҳатто аз кор мондани он мегардад.
Бархе аз муҳаққиқон барои рафъи ин мушкил стратегияи "муомилоти намак"-ро пешниҳод кардаанд. Яъне, роҳи гардиш барои маҳлул тарҳрезӣ шудааст, ки имкон медиҳад, ки ионҳои намак дубора ба намакоб раванд ва ба ин васила аз кристалл шудани намак дар сатҳи бухоршавӣ пешгирӣ карда, ба бухоршавии муттасил ва устувор ноил гарданд. Аммо ин усул боиси зиёд шудани шӯршавии маҳлул мегардад ва мушкилоти кристаллизатсияи намак ҳанӯз ногузир аст.
Як роҳи ҳалли дигар ин стратегияи "намакпартоӣ" мебошад. Яъне, сохтор тавре танзим карда мешавад, ки намак дар минтақаи бухоршавӣ бартарият кристалл шавад ва ба ин васила таъсири кристаллизатсияи намакро ба иҷрои бухоршавӣ коҳиш диҳад ва ба ин васила ба ҷамъоварии ҳамзамон намак ва оби тоза ноил шавад. Бо вуҷуди ин, стратегияи «намакпартоӣ» ҳанӯз дар татбиқи амалӣ бо баъзе мушкилоти ҷиддӣ рӯбарӯ аст.
Якум, интиқоли намакобҳои якченака қобилияти азхудкуниро маҳдуд карда, суръати умумии бухоршавиро ба таври назаррас коҳиш медиҳад. Сониян, стратегияи кристаллизатсияи намак тозакунии мунтазами кристаллҳои намакро талаб мекунад, ки аз сатҳи бухоркунанда ба таври худкор афтодан аз сабаби пайвастшавии қавӣ душвор аст. Агар намаки гузошташуда сари вақт хориҷ карда нашавад, нишондиҳандаи бухоршавӣ ногузир паст мешавад. Илова бар ин, бисёре аз бухоркунакҳои офтобии баландсамара равандҳои омодагии хатарнок ё вақти зиёдро талаб мекунанд, ба монанди табобати гармии фишори баланд, вакууми паст ё ҳарорати баланд.
Аз ин рӯ, таҳияи бухоркунандаи устувори офтобӣ барои ноил шудан ба бухоршавии дарозмуддат, самаранок ва устувори об ва ҷамъоварии намак тавассути раванди оддии омодагӣ барои бешӯркунии сифрии моеъ ҳадафи илмии нопурра аст.
Дар асоси мушкилоти дар боло зикршуда, гурӯҳи тадқиқотии Донишгоҳи якуми тиббии Шандун як бухоркунандаи градиенти графен спирали аэрогели сеченакаро омода кард, ки метавонад ба бухоршавии самараноки офтобии оби шӯри консентратсияи баланд ноил шавад ва ба сифр разряди моеъ ноил шавад.
Барои қонеъ кардани талаботи қатъии бухоркунандаҳои офтобӣ аз нуқтаи назари азхудкунии самараноки офтоб, истифодаи пурраи энергия, муқовимати аъло ба намак ва устувории дарозмуддат, тарҳи лоиҳа асосан ба чаҳор нуқтаи асосии зерин тамаркуз мекунад:
Таваҷҷӯҳ ба тарҳрезии сохторӣ ва баланд бардоштани устувории химиявӣ
Бухоркунанда бояд сохтори мустаҳками шабакавӣ ва устувории кимиёвӣ дошта бошад, ки барои ноил шудан ба тозакунии дарозмуддат, самаранок ва устувори офтобӣ муҳим аст. Аз ин рӯ, онҳо ҳамчун скелети дастгирии бухоркунандаи офтобӣ кафки меламинии арзон, супергидрофилӣ, сӯрохии баланд ва устувории баландро интихоб карданд.
Пас аз он онҳо хосиятҳои механикии аэрогелҳои графенро бо кафки меламин ҳамчун скелет дар шеваҳои гуногун, аз ҷумла фишурдан, хам кардан ва кашиш омӯхтанд, то хосиятҳои механикии онҳоро ҳамаҷониба арзёбӣ кунанд.
Барои санҷидани минбаъдаи устуворӣ ва устувории он дар шароити воқеии татбиқ, гурӯҳи тадқиқотӣ дар шароити гуногуни шадид озмоишҳо гузарониданд.
Хусусан, онҳо намунаро борҳо 20 маротиба дар ҳаво ва об хам карданд, онро дар маҳлулҳои туршӣ ва ишқорӣ тар карданд ва дар муҳитҳои сахт, ба монанди ҳарорати баланд ва омехтакунии ултрасадоӣ ҷойгир карданд.
Пас аз ин озмоишҳои сахт, онҳо дар намуди зоҳирӣ ва микроструктураи намуна тағироти ҷиддие наёфтанд, ки устувории аъло ва устувории сохтории онро комилан нишон доданд.
Ба соддагардонй ва такмил додани иктисодиёти процессхои истехсолй диккати калон дода шавад
Барои ба даст овардани содда ва сарфакорӣ дар раванди истеҳсоли бухоркунанда ва пешгирӣ кардани истифодаи таҷҳизоти гаронбаҳо, онҳо қадамҳои зерини омодагиро тарҳрезӣ карданд:
Қадами аввал фишори гарм аст
Бо истифода аз технологияи пресскунии гарм, гурӯҳи тадқиқотӣ кафкҳои меламинии ғафсии гуногунро фишурда, барои ба даст овардани як филми қаблан пахшшудаи меламин бо ғафсии 1 мм.
Дар ин раванд, бо афзоиши таносуби ғафсии аслии намуна ба ғафсии ниҳоии фишурдашуда, андозаи сӯрохиҳои плёнкаи меламинии пешакӣ фишурдашуда аз 150 мкм то 20 мкм ба таври дақиқ танзим карда мешавад ва сохтори беназири шабакаи градиенти сеченакаро ташкил медиҳад.
Қадами дуюм пошидани рӯи замин аст
Бо истифода аз шишаи дорупошӣ, суспензияи оксиди графенро ба таври баробар ба рӯи плёнкаи меламин, ки пешакӣ фишурда шудааст, пошед . Тақсимоти якхелаи оксиди графен дар плёнка ба даст оварда шуд, ки заминаро барои коҳиши минбаъдаи нури офтоб гузошт.
Қадами сеюм хушк кардани фишори атмосфера мебошад
Баъди дорупошй плёнкаро бевосита дар хаво барои хушк кардани хавои табий гузоштанд. Ин қадам аз равандҳои мураккаби омодагӣ, аз қабили хушккунии яхкунӣ, хушккунии суперкритикӣ ва иваз кардани ҳалкунанда пешгирӣ мекунад.
Қадами чорум кам кардани нури офтоб аст
Яъне, бо истифода аз шишаи лупа барои тамаркузи нури офтоб ба намуна. Дар зери таъсири нурҳои ултрабунафш ранги сатҳи намуна зуд аз қаҳваранг ба сиёҳ тағйир меёбад, ки ин нишон медиҳад, ки оксиди графен бомуваффақият ба оксиди графен коҳиш ёфтааст.
Ин усули кам кардани энергияи офтобӣ на танҳо барои кор кардан осон ва аз ҷиҳати экологӣ тоза аст, балки истифодаи редуксияи кимиёвӣ ё равандҳои паст кардани ҳарорати баландро талаб намекунад, ки хароҷоти истеҳсолот ва ифлосшавии муҳити зистро ба таври назаррас коҳиш медиҳад.
Таваҷҷӯҳ ба азхудкунии самараноки энергияи офтоб ва кам кардани талафоти энергия
Бухоркунакҳои офтобӣ бояд на танҳо доираи васеи энергияи офтобро ба энергияи гармӣ бибаранд ва табдил диҳанд, балки талафоти энергияро, ки дар натиҷаи инъикоси паҳншуда ва радиатсияи гармӣ ба вуҷуд меоянд, кам кунанд ва энергияи иловагиро аз муҳити зист гиранд. Раванди бухоршавӣ дар интерфейси офтобӣ аз ҷониби се ҷараёни энергия назорат карда мешавад: вуруди энергияи офтобӣ, баромади энергияи бухоршавӣ ва энергияи ба муҳити зист парокандашуда.
Мутаассифона, бухоркунакҳои анъанавии дученакаи офтобӣ бо сабаби мубодилаи гармӣ бо муҳити атроф бо мушкилоти тақсимоти энергия рӯбарӯ мешаванд, ки ба даст овардани самараи беҳтарини 100% табдилдиҳии офтоб ба буғ душвор аст. Баръакс, бухоркунакҳои офтобии сеченака метавонанд маҳдудияти назариявии самаранокии табдилдиҳии офтоб ба буғро вайрон кунанд.
Барои кам кардани талафоти энергия, ки дар натиҷаи инъикоси паҳншуда ва радиатсияи гармӣ дар сатҳи болоии намунаи сеченака ба вуҷуд омадааст, гурӯҳ аэрогели графини сеченакаи спирали конкавиро тарҳрезӣ кард.
Ин сохтор на танҳо ҷаббиданокии баландтар ва инъикоси камтар дорад, балки деворҳои паҳлӯи он инчунин қодиранд гармии муҳити атроф ва гармии паҳншавандаро аз поён инъикос кунанд ва ба ин васила имкони барқарорсозии самараноки энергияро фароҳам оваранд.
Таваҷҷӯҳ ба оптимизатсияи таҳаммулпазирии намак ва идоракунии кристаллизатсияи намак
Яъне; тавассути тарҳрезии канали ягонаи нақлиётӣ интиқоли радиалии намакоб мусоидат мекунад, ки ба кристаллизатсияи самти намак оварда мерасонад. Ин тарҳ на танҳо ба таври муассир аз рехтан ва баста шудани намак дар рӯи бухоркунанда пешгирӣ мекунад, балки ҷамъоварӣ ва истифодаи самараноки намакро амалӣ мегардонад ва ба ин васила самаранокӣ ва устувории раванди шӯршавиро ба таври назаррас беҳтар мекунад.
Хусусан, онҳо сохтори шабакаи графени градиентии сеченакаеро, ки бар асоси плёнкаи сӯрохии меламини пешакӣ фишурдашуда сохта шудааст, тарҳрезӣ ва омода карданд . Ин шабакаи графени градиентӣ, ки дар дохил кам ва берун зич аст, метавонад фарқияти қувваи капиллярии радиалиро ба вуҷуд орад, ки интиқоли радиалии намакобро мусоидат мекунад. Ҳангоми ба вуҷуд омадани буғ, ҷараёни радиалии намакоб консентратсияи намакобро дар сатҳи берунӣ зиёд мекунад ва боиси кристаллшавии намак дар сатҳи берунӣ, на дар сатҳи дохилӣ мегардад. Ин тарҳ кафолат медиҳад, ки сатҳи дарунии бухоркунанда майдони кофии бухоршавиро нигоҳ медорад ва бо ин васила бухоршавии самаранок ва устувори офтобро ба даст меорад.
Қобили зикр аст, ки бухоркунанда тамоми сатҳи берунии худро барои кристаллизатсияи намак истифода мебарад ва майдони кристаллизатсияро нисбат ба дигар бухоркунакҳои самти кристаллизатсия хеле калонтар мекунад.
Кристаллҳои намак асосан аз кристаллҳои намакҳои фуҷур бастабандишуда бо сӯрохиҳои фаровон иборатанд, ки барои интиқоли намакоб ва баровардани буғ муфиданд.
Ғайр аз он, аз сабаби таъсири хунуккунии бухоршавӣ, ҳарорати сатҳи қабати намак аз ҳарорати муҳити атроф пасттар аст. Ин хусусият ба бухоркунанда имкон медиҳад, ки энергияи бештарро аз муҳити атроф бигирад ва кори бухоршавиро боз ҳам беҳтар созад.
Манбаи мақола: Deep Tech
Гурӯҳи тадқиқотӣ: Гурӯҳи тадқиқотии Донишгоҳи тиббии Шандонг
Мақола аз инҷо иқтибос шудааст: https://www.163.com/dy/article/J1RENDEH05119734.html
Барои гирифтани маълумоти бештар дар бораи кафки меламинии SINOYQX, лутфан бо мо тавассути почтаи электронии [email protected] тамос гиред ё ба мо занг занед: +86-28-8411-1861.
Баъзе тасвирҳо ва матнҳо аз Интернет нусхабардорӣ карда мешаванд ва ҳуқуқи муаллиф ба муаллифи аслӣ тааллуқ дорад. Агар ягон қонунвайронкуние вуҷуд дошта бошад, лутфан бо мо тамос гиред, то нест кунед.