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时间:2020-03-29 17:03:46 作者:YY直播 浏览量:87996

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S4Qc3【0/【06/201】】9】 明日】科學 黃威】翔 萊】斯大學(【Ri】】ce U】【ni【v【er】s】i【t】【y)利用【透鏡】】【原理及】】奈】米顆粒來改】善太陽能海】】水【淡化系統【,】其效率可提】【升【【 5【】】0% 以上】。簡【】單方法萊斯大學【【奈米光子】學研究室(L】abor】atry【 【】fo】r N】ano】p】】ho】t】onics)的研】究人員【表示,他們只】【】藉】】】【由加入便宜】的】塑膠透鏡將太陽光聚集】到「熱【點】】」】【】】【,就能【】【將太陽】能海【水淡化系】統【的效率提升 【50%【 以上】。該研】究】的主【要研】究】員之一】】,【萊斯】布朗【工程學】院(R【ice】】’s【 】B【【r【【【own S】cho】ol of【】】 En【g【in【eering】)】【】的研究生派蒂莎·【】東】嘉爾(【Pra【tiksha 【Do【ngare)表示【:「【傳統上用】】】】來【提升太陽能驅】動系統】】性能【的】方法,是加入太陽能】聚光器,以增加更】【多的】光。】【我們研【】究最【大的【不【同之【】】處在於我們使用【相同數量的】】光,】但能低成本重】新分配這種【能【量【】,並大幅【度】【【【增加純水的生產速率。【」傳統【作】法及改】【【】良在傳】統的薄膜蒸餾【法(mem【b【】rane distillation)中,熱的鹽水【流過片狀薄】膜的一【【側,】】而冷】的【過】】濾【水則流到【另【一】【側。溫度【上的【差【異造【】成了】蒸氣【【壓上的不同】,】會將水【】【蒸氣【從熱的一端穿】過【薄膜到冷且壓力較】低的一端。【然而,【將】該技【【【術規模化】非【常困難,因為【薄】膜【【】兩邊】的溫度差,以】】】【【及【】產】】生的純【】水量會隨著薄】膜變大而減】】【【【少。萊【斯大學【【研究出的「奈米光】子太陽能】】薄膜蒸餾」(】】nanopho】to【n【ics【【-【e【nabl】】】】ed 】s】【【【ol】ar membran【e【 di【stil】】la】【ti】】on,NE】SMD)技】術,使用能吸光】的奈】】米顆粒將薄【膜【轉【變為太陽光驅】【動】】的加熱】元件】。研究【人員】【】】在薄膜最上層鍍上】低】】成本的商【【用奈米【顆粒,這些】【奈米顆】粒是】設計【【用【來將超【過 8【【】0% 】的太】陽能轉】【換成】熱能】】】【。透過太陽能驅動】【而【加】【】】熱的】奈】【】米】】【顆粒【可以減少製【作】成本】,萊斯大】學的】工程師正致力於將【【【技【術規模化,以推廣】【到】】沒【有電力供】】應的【偏【遠【地區 。【效率提】升機制在最新的【】【】研【】究【中,萊斯大【】【學奈米】光子學研究室】】的研究人員發現,他們可以】利【用一個存在【於】入射】光【強】】度及蒸【】汽】壓之間】的內【在且】【之【【前未發現的非線】】性】關係【】。該研】【究【】的共同【【作】者【亞歷山【德羅】【·】【阿【【【【拉巴西】里教【【授】【(Al】e】】】s】s【a】】n【】dr【o Ala【【【】ba】】s】tri)使用】了一個簡】【單【的【數學】例【子】來描述線】性與非線【性【關係間【【】的【差異【:】「舉 】】1 跟 9 】】【這兩個數字為例,若【是】線】性關】係【【】,則它們的總和是 10;【【但若是非線性關係】】【【,這兩個數【字可能要】】【【】【先平方再相【加】,則總和【】【】會等【於 8【【】2【。這個】表現比】線】性的結果】【】還要來【】】得好】】。」在 【N【E【SMD【 】的情】【】】況下,非】【線性【】】的改【善來】自【於將太陽光集中於小】點上】,就像小【孩在【晴】天【用放大【鏡集中【光線一樣。將光】】線【】集中】在薄】膜上的一個】【】】【】小】】點上【【【,會導致熱能線】性【增】加,但是這種加熱反過【來會造成蒸氣】【壓的【【非線性上】升,而這上升【【的壓力迫使更多純】化】蒸汽】】在更短時間內】【穿】【過薄膜。】阿拉巴西【里【】【教授】表示】:「我們發現】,】】在較小【【】】的區域裡,【有較【多】的光】子總是比光子】】【均勻分散在整個薄】】膜【】更好。」未】來【】應用萊】】【斯【大學奈米光子學研究室的娜歐蜜·哈拉】斯】教授】(【N【【】aom【i Ha】】【la】s)】表】】】示:】「這種非線性【】光學過程提【供】的效【率】】非常【重】要,因為水【【資】源【稀【少的【問題對】全世界約一】半的人【來說】是日】常【現實,而有效【【率的太陽能】蒸餾【法【能改變這個結果】。除【了【純【【化海水之外,這種非線性光【學效應也】能改善利用【太【陽】能】加熱來驅】動化學製】程的技術【,例如光催【化。」】參考資料:B【】oyd【,J.【】, 【(2【0】1】【】【9,】 Ju】ne 18【【【)【】. 【】】Eng】in【e【ers】 bo】ost【 output】【 【of【【 so【l】a【r d】【esalination【【 sy】stem 【b【y】 50%. P【hy】】s】.o【rg【D【【【o【ng【ar【e,【 P【., et 】al【, (【2019【, M】ay 【13【)】】.】【【 S【olar 】t】her【m】】】a】l【 【des【【alina【】t】ion as a nonl【inear 】opti】cal 【pr】o【c】e】ss. 【Pro【c】e】】ed】ings of】 the 】【【N【a【ti【o【【na【l Ac【】a【】demy 【【of】】 S】】ci【】【en】c【【【es】 DOI:10.】1】】0】73/【p】nas.【【190】5311】【】116LgVk

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