木材有助提高光驅動水凈化率
美國馬里蘭大學工程師發現，楊木和松木等多孔木材能大大提高陽光下的水—蒸汽轉化效率。這些發現可用于一種簡單廉價的可降解水凈化裝置。相關結果近日發表在《焦耳》雜志上。
“我認為有許多材料可用于太陽能蒸發，但木頭的脫穎而出在于其性能以及成本的優越。”該論文高級作者、馬里蘭大學能源創新研究所的胡良兵（音譯）說。
數千年來，人們一直利用太陽能凈化水源，考慮到許多地區面臨的淡水短缺，人們越來越關注開發利用這種簡單技術滿足世界對飲用水的需求。這一過程被稱為“太陽能汽化”，它涉及到通過一種能被陽光加熱的材料或裝置來運行水。之后水蒸發成蒸汽，留下鹽和污染物。
雖然，該過程可以使用不同材料，包括石墨和銅納米管等，但胡良兵團隊發現木材是有效的，但不是所有類型的木材都適用。評估顯示，像松樹和白楊這樣的多孔性木料最好。而像熱帶硬木黃檀這樣的密度更大的木材，產生蒸汽的速度較慢，因為其孔隙更少，而水主要通過這些孔隙傳播。
研究人員測試了不同密度木材的太陽能蒸發效率。每塊木頭手掌大小，只有1或2毫米厚。為了使木材變暗，以便更好地吸收太陽的熱量，他們將木頭頂部碳化，然后測量通過木材的水轉化成蒸汽的速率。結果顯示，具有更多空隙和通道的木材結構有助于促進這一過程。
研究人員認為，這些相同的結構元素使木材成為海水淡化的優良材料。其他材料面臨的一個常見問題是，當水蒸發時，鹽層開始在裝置內部堆積，這阻礙了水到達頂部進一步蒸發。而由于木材內部的通道筆直地向上和向下，鹽層可以簡單地溶解到下面的水里，而不會擋住去路。
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