Hoy, una gran cantidad de personas en todo el mundo sufren escasez de agua potable fresca, especialmente en regiones rurales remotas, causando una amenaza significativa para la vida y la sociedad humana. Si bien se han utilizado técnicas como la destilación de membrana y la ósmosis inversa para tratar el agua salina y aliviar la situación, sufren limitaciones como la baja productividad, el alto costo y el alto consumo de energía.
En los últimos años, la generación directa de vapor solar (DSSG) se ha convertido en una técnica viable para Wate R Purificación . El proceso utiliza materiales fototérmicos que pueden absorber grandes cantidades de energía solar. Luego se hacen estos materiales para flotar en el agua, lo que ayuda a mantener el calentamiento localizado y generar Wate r vapor que posteriormente se condensa para obtener agua limpia. Los métodos actuales de DSSG han alcanzado los límites de la eficiencia y evaporación térmica solar tasa ; Sin embargo, dada la demanda de agua limpia de alto flujo en la comercialización a gran escala, mejora aún más en evaporati La tasa es necesaria. Estudios anteriores han tratado de hacer esto explorando a los absorbentes para manipular el aporte y la energía requerida necesaria para la evaporación, pero la relación entre IE y RE aún no se ha estudiado.
Con este fin, el profesor Lei Miao del Instituto de Tecnología de Shibaura, Japón, junto con los coautores Xiaojiang Mu y Jianhua Zhou de la Universidad de Tecnología Electrónica Guilin, China, tuvieron un equilibrio entre IE y RE para optimizar el rendimiento de la evaporación en DSSG. Según los investigadores, el truco era reducir la RE para que coincida con el IE, un concepto único llamado coincidencia de energía. Para esto, se les ocurrió un innovador sistema de evaporación basado en estructuras bicapa de madera recubierta de nanotubos de carbono (CACW). El diseño proporcionó tres capas de aislamiento térmico, que (1) minimizaron la pérdida de calor y evitó una caída de temperatura repentina en el absorbedor y (2) transporte de agua regulado a la superficie de evaporación. El profesor Miao explica: "La regulación de la velocidad del agua es clave para la estrategia de 'coincidencia de energía' empleada en nuestro diseño. Al controlar la velocidad del transporte de agua, nos aseguramos de que la RE para la evaporación esté equilibrada con el IE al absorbedor". Los hallazgos de su estudio se publican en Solar RRL.
