Experiment und Analyse der Pikosekunden-Laserbearbeitung des schaumaluminium-basierten solarbetriebenen Interface-Verdampfers zur Meerwasserentsalzung

TANG Zhiliang ,  

LIU Yuhao ,  

HU Shuangshuang ,  

CHU Dongkai ,  

QU Shuoshuo ,  

YAO Peng ,  

摘要

Im Bereich der solarbetriebenen Interface-Verdampfungstechnologie steht das Interface-Verdampfungsmaterial vor großen Herausforderungen hinsichtlich Herstellungskosten und langfristiger stabiler Verdampfung. Es werden Forschungen durchgeführt, um ein effizientes, kostengünstiges und langfristig stabil laufendes Interface-Verdampfungsmaterial herzustellen, um die praktische Anwendung nachhaltiger Wasserreinigungstechnologien zu fördern und dem globalen Süßwassermangel entgegenzuwirken. Zunächst wird eine Untersuchung zur Pikosekunden-Laserbearbeitung des schaumaluminium-basierten Interface-Verdampfungsmaterials vorgeschlagen, wobei der Einfluss von Bearbeitungsparametern wie Einzelschussenergie, Scangeschwindigkeit, Scanabstand und Anzahl der Wiederholungsbearbeitungen auf die Oberflächenmorphologie und die Elemente des Verdampfungsmaterials untersucht wird. Anschließend wird die Meerwasserentsalzung unter verschiedenen Parametern verglichen, um die besten Bearbeitungsparameter zu ermitteln. Schließlich wird die Leistung durch Outdoor-Meerwasserentsalzungsexperimente verifiziert. Die besten Parameter sind ein Scanabstand von 30 μm, eine Einzelschussenergie von 380 μJ, eine Scangeschwindigkeit von 100 mm/s und eine einmalige Wiederholungsbearbeitung. Bei einer Lichtintensität von 1 kW/m² beträgt die Verdampfungsrate 5,52 kg/(m²·h), und die Wasserausbeute beträgt unter realen Bedingungen 8 Stunden lang 5,37 kg/m². Bei einer hohen Salzkonzentration von 15 Gew.-% bleibt die Verdampfungsrate mit 4,03 kg/(m²·h) erhalten. Die Konzentrationen der Ionen K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, B³⁺ und Na⁺ im entsalzten Wasser sind deutlich reduziert und erfüllen die Trinkwasserstandards der WHO. Diese Studie ermittelt mittels Pikosekunden-Laserbearbeitung des schaumaluminiumbasierten Interface-Verdampfungsmaterials die optimalen Parameter. Das hergestellte Verdampfungsmaterial weist ausgezeichnete Salzbeständigkeit und Potenzial für eine langfristig stabile Leistung auf, bietet einen neuen Ansatz für die Herstellung von Interface-Verdampfungsmaterialien und fördert die praktische Anwendung nachhaltiger Wasserreinigungstechnologien.

关键词

Solarbetriebene Interface-Verdampfungstechnologie;Interface-Verdampfer;Pikosekunden-Laser;Wasserproduktion;Salzbeständigkeit

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