태양열 증발 및 대기수 수확 기술의 벤치마킹 및 성능 평가

이를 고려하여 싱가포르 국립 대학의 탄 스위 칭 (Tan Swee Ching) 교수와 다른 사람들은 최근 Nature Sustainability에 관한 "태양 물 생산 기술에 대한 모범 사례"라는 제목의 리뷰 기사를 발표했습니다. 대기 수 수확 기술 테스트, 특성화 및보고 과정에서 발생하는 문제와 오해, 위의 문제를 다루기위한 표준화 된 테스트 및 성능 평가를위한 모범 사례가 제안되고 자세히 논의되며 관련 테스트에 대한 업계 규범 및 표준이 공식화됩니다. 이 전략은 태양 물 생산 기술 개발을위한 새로운 아이디어를 제공합니다.

a)태양 광열 인터페이스 증발 기술,b)흡착 대기수 수확 기술의 작동 원리의 개략도.

태양 광열 인터페이스 증발 기술의 경우 : 이 기사는 먼저 햇빛을 시뮬레이션하기 위해 AM 1.5의 안정적이고 균일 한 출력의 중요성을 강조합니다. 광원과 주변부에서 추가 열 입력을 억제하기 위해 저자는 광 테스트를 위해 레티클을 사용할 것을 권장하고 노출되지 않은 영역과 공기 품질 교환 사이의 열을 줄이기 위해 광열 증발기의 사전 테스트 캡슐화를 권장합니다. 바람이 없는 환경은 테스트 데이터의 유효성과 비교 가능성에 매우 중요합니다. 위의 요인의 간섭을 가능한 한 희석하고 테스트 데이터의 정확성을 유지하기 위해이 기사는 광 증발 테스트를위한 대형 샘플의 사용을 권장합니다. 또한 저자는 테스트 방법의 합리적인 타당성을 보장하고 검증하는 데 시뮬레이션 도구의 중요성을 강조합니다.

광열 증발 분야에서 가장 대표적인 성능 파라미터 중 하나는 증발 속도이지만, 이 파라미터는 단위 면적 및 시간당 사용되는 증발기의 물 수율을 진정으로 반영할 수 없습니다. 이것은 증발 속도가 시스템의 응축 과정을 무시하고 시스템의 질량 손실을 관찰함으로써 측정되기 때문에 진정으로 의미있는 물 생산 능력, 물 수집 속도는 대량 이득 (mass gains)에 대해 테스트되어야하기 때문입니다. 이 기사에서 저자는 물 수집 속도를보고하는 것의 중요성을 강조하고 효율적인 광열 증발 응축을위한 단기 참조 전략에 대해 자세히 논의합니다.

이 기사는 소금 이온의 농도 외에도 유기 및 미생물 테스트가 전체 수질 테스트 과정에서 없어서는 안될 연결 고리이며 학계에서도주의를 기울여야한다고 지적합니다. 저자들은 광열 증발 메커니즘을 명확히하기위한 이론적 기반을 제공하는 마이크로 나노 구조 하에서 광열 계면에서의 증발 엔탈피의 조절 메커니즘 및 평가 기준을 더욱 공식화합니다.

태양열 흡착 형 대기 수 수확 기술의 경우 : 이 기사는 먼저 완전 습도 등온선 흡착 테스트의 중요성을 강조하고 낮은 습도에서 흡착 거동을 밝히는 것이 더 나을 수 있기 때문에 0-20 % 습도 범위의 탐사에 중점을 둡니다 고체 가스 상호 작용 프로세스와 흡착 장소의 방향을 이해하는 데 도움이되며 건조한 기후에 적합한 고성능 흡착 재료의 설계를 안내하는 데 도움이됩니다. 저자는 또한 다양한 작업 조건에서 대기 수 집수 재료의 작동 특성을 시뮬레이션하고 예측하기 위해 다중 온도 등온 흡착 테스트 및 다중 압력 등압 탈착 테스트를 권장합니다. 이 기사는 대기 수분 흡착 및 탈착의 동역학이 대규모 장치를 사용한 실험 평가에 더 적합하다는 점을 지적하고 전자가 실제 작동 시나리오를보다 현실적으로 복원 할 수 있기 때문에 테스트를 위해 입자 및 분말과 같은 소규모 샘플을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 재료 내의 열 및 질량 전달.

대기 수 수확 분야에서 서로 다른 물질 간의 비교를 방해하는 또 다른 현재 상황은 문헌이 선택적인보고를 위해 종종 다른 핵심 성능 매개 변수를 사용하며 주요 모순은 대량 수확량 (리터 / kg / 일)과 면적 수율 (리터 / m2 일)에 있다는 것입니다. 저자들은 위의 두 매개 변수가 대기 용수 수확 재료의 평가에 중요한 기준 값을 가지며 동시에 높은 질량 수율과 면적 수율을 달성하는 것이 중요하기 때문에 동시에보고 할 가치가 있다고 생각합니다. 이는 미래에 이상적인 대기 용수 수확 재료 / 장치가 소형화, 경량 및 높은 물 생산 속도의 특성을 동시에 가져야하기 때문입니다.

또한, 상이한 작동 모드 및 사이클 시간에 의해 제한되어, 대기 용수 수확 재료 및 장치의 일일 물 생산 속도를 정확하게 비교하는 것은 어렵다. 이를 고려하여 저자들은 흡착 물질의 탈착 에너지 요구 사항에 대한 정량적 평가, 즉 단위 에너지 투입 당 흡착 물질의 리터 / kWh의 특정 물 수율을보고하는 것을 제안합니다. 특정 총 일사량의 경우, 다른 재료의 물 생산 속도 제한을 효과적으로 추정 할 수 있으므로 다른 작업 모드 및 사이클 조건의 한계를 없앨 수 있습니다.

태양열 중심의 청정수 생산 기술 자체는 친환경적이고 지속 가능하다는 장점이 있으므로 적용 단계의 지속 가능성은 주로 재료 자체에 의해 결정됩니다. 그러나 스케일 업 잠재력을 지닌 킬로그램 규모의 고성능 재료를 준비하는 것은 여전히 중요한 과제입니다.