松树和杨木改善阳光驱动的水净化

马里兰大学的工程师发现，来自杨树和松树等树木的多孔木材可以大大提高阳光下水 - 蒸汽转化的效率。该研究结果于11月15日发表在Joule杂志上，可用于简单廉价的可生物降解设备中进行水净化。

“我认为有许多材料可以用于太阳能蒸汽发电，但木材在性能和成本方面确实非常突出，”资深作者梁亮兵说，他是A材料科学与工程副教授。詹姆斯克拉克工程学院和马里兰大学能源创新研究所。

几千年来，人们一直在利用太阳能净化水，但鉴于许多地区面临淡水短缺，人们越来越有兴趣开发利用这种简单技术满足世界对饮用水需求的技术。该过程称为“太阳能蒸汽发生”，涉及使水通过被阳光加热的材料或装置。水蒸发成蒸汽，留下盐和污染物。

虽然可以使用不同的材料，包括石墨和铜纳米管，但胡和他的团队发现木材是有效的 - 但并非所有类型的木材都是相同的。在他们评估的物种中，松树和杨树等多孔类型最有效。他们观察到较密集的物种，如热带硬木cocobolo，以较慢的速度产生蒸汽，因为它们有较少的孔隙，水可以通过这些孔隙传播。“在我们的例子中，你只需拿一块木头烧掉表面。就是这样，”他说。

胡和他的团队一直在探索不同类型的木材作为太阳能蒸汽发生装置。他们测试了具有各种密度的木块的太阳能蒸汽发生效率，每个密度都是手掌的大小，厚度只有1或2毫米。为了使木材变暗以便更好地吸收太阳的热量，它们将每个块的顶部碳化(燃烧)，然后测量通过木材的水转化为蒸汽的速率。他们发现，木材结构的元素有助于有效地促进工艺，微孔和较大的通道使水能够快速连续地流向太阳加热的表面。

研究人员认为，这些相同的结构元素使木材成为从海水中产生清洁淡水的优质材料。其他材料的一个常见问题是，当水蒸发时，盐沉积物开始在装置内部积聚，这阻碍了水通向顶部的路径并防止进一步蒸发。由于木材内部的通道直线上下运动，盐沉积物可以简单地溶解回下面的水中，而不会阻挡。

胡认为，多孔木材有可能在不久的将来某个时候大规模生产淡水。他设想在从加利福尼亚到新加坡到沙特阿拉伯的海水和阳光充足的地区的水处理厂使用木制太阳能蒸汽发生装置。

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