随着全球淡水短缺的迫在眉睫，新加坡的一个团队研究了太阳能蒸汽发生器（SSG），事实证明这是一种很有前途的海水淡化设备。
研究人员的方法通过模仿自然水循环并利用太阳能蒸发和分离水来使用可再生能源。然而，到目前为止，这项技术一直受到限制，因为需要复杂的拓扑来增加表面积，从而提高蒸发效率。
为了克服这个问题，研究人员从树木的结构中汲取灵感，并利用 3D 打印的潜力。在《应用物理评论》杂志上，他们提出了一种生产用于海水淡化的高效 SSG 的先进技术，并介绍了一种用于多射流融合 (MJF) 打印功能性纳米复合材料的新方法。
“我们开发了具有卓越光热性能和自清洁特性的 SSG，”南洋理工大学机械工程周昆教授说。 “使用树状多孔结构可显着改善水蒸发，并通过防止盐积聚确保连续运行 – 即使经过长时间测试，性能仍保持相对稳定。”
使用树状多孔结构可显着提高水蒸发率，并通过防止盐积聚确保连续功能。这些 SSG 吸收太阳能，将其转化为热量并蒸发水。多孔结构有助于通过去除积累的盐来进行自清洁，以确保可持续的海水淡化性能。
“通过使用有效的光热通量，MJF 打印技术可以快速生产具有复杂设计的零件，”他说。 “为了提高固定剂和印刷部件的光热转换效率，我们开发了一种源自金属有机框架的新型固定剂。”
受植物蒸腾作用的启发，该团队的 SSG 由微小的树形微结构组成，形成高效的热分布森林。
“我们的仿生设计增加了 SSG 的表面积，”周说。 “使用树状设计增加了 SSG 的表面积，从而改善了水的输送并提高了蒸发效率。令人惊讶的是，SSG 在模拟环境和现场测试中都表现出了很高的水蒸发率。”即使经过长时间的测试，淡化水始终符合饮用水标准。
“我们的 SSG 可以部署在淡水资源有限的地区，以提供可持续且高效的海水淡化解决方案，”周说。 “除了海水淡化之外，它们还可以适用于需要高效太阳能转换和水净化的其他应用。”
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