Oggi, un gran numero di persone in tutto il mondo soffre di carenze di acqua potabile fresca, specialmente nelle remote regioni rurali, causando una minaccia significativa per la vita e la società umana. Mentre le tecniche come la distillazione della membrana e l'osmosi inversa sono state utilizzate per trattare l'acqua salina e alleviare la situazione, soffrono di limiti come bassa produttività, alto costo e consumo elevato di energia.
Negli ultimi anni, la generazione diretta del vapore solare (DSSG) è emersa come una tecnica praticabile per Wate r Purificazione . Il processo utilizza materiali fototermici che possono assorbire elevate quantità di energia solare. Questi materiali vengono quindi fatti per galleggiare in acqua, il che aiuta a mantenere il riscaldamento localizzato e generare wate r vapore che viene successivamente condensato per ottenere acqua pulita. Gli attuali metodi DSSG hanno raggiunto i limiti dell'efficienza termica solare ed evaporazione tasso ; Tuttavia, data la domanda di acqua pulita ad alto flusso nella commercializzazione su larga scala, ulteriore miglioramento negli evaporati La tariffa è necessaria. Precedenti studi hanno tentato di farlo esplorando gli assorbitori per manipolare l'input e l'energia richiesta necessaria per l'evaporazione, ma la relazione tra IE e RE non è stata ancora studiata.
A tal fine, il prof. Lei Miao del Shibaura Institute of Technology, in Giappone, insieme ai coautori Xiaojiang Mu e Jianhua Zhou della Guilin University of Electronic Technology, in Cina, mirava a trovare un equilibrio tra IE e Re per ottimizzare le prestazioni di evaporazione in DSSG. Secondo i ricercatori, il trucco era ridurre il RE per abbinare l'IE, un concetto unico chiamato Energy Matching. Per questo, hanno escogitato un sistema di evaporazione innovativo basato su strutture a doppio strato di legno rivestito di aerogel di nanotubi di carbonio (CACW). Il design ha fornito tre strati di isolamento termico, che (1) hanno ridotto al minimo la perdita di calore e hanno impedito un calo improvviso della temperatura nell'assorbitore e (2) trasporto di acqua regolata sulla superficie di evaporazione. Il prof. Miao spiega: "La regolamentazione della velocità dell'acqua è la chiave per la strategia di" corrispondenza energetica "impiegata nel nostro progetto. Controllando la velocità del trasporto dell'acqua, ci assicuriamo che la RE per l'evaporazione sia bilanciata con l'IE rispetto all'assorbitore." I risultati del loro studio sono pubblicati in Solar RRL.
