Experimento e análise do processamento por laser de pico segundos de evaporadores de interface à base de espuma de alumínio para dessalinização solar da água do mar

TANG Zhiliang ,  

LIU Yuhao ,  

HU Shuangshuang ,  

CHU Dongkai ,  

QU Shuoshuo ,  

YAO Peng ,  

摘要

Na tecnologia de evaporação de interface movida a energia solar, os evaporadores de interface enfrentam grandes desafios em relação ao custo de fabricação e à estabilidade da evaporação a longo prazo. Este estudo foi realizado para desenvolver evaporadores de interface eficientes, de baixo custo e capazes de operar de forma estável por longos períodos, promovendo a aplicação prática de tecnologias sustentáveis de purificação de água e aliviando o problema mundial da escassez de água doce. Primeiro, foi proposta uma pesquisa sobre o processamento por laser de pico segundos em evaporadores de interface à base de espuma de alumínio, estudando o efeito dos parâmetros de processamento, como energia por pulso único, velocidade de varredura, intervalo de varredura e número de processamentos repetidos sobre a morfologia da superfície e os elementos dos evaporadores. Em seguida, foram comparados os efeitos da dessalinização da água do mar em diferentes parâmetros para determinar os melhores parâmetros de processamento. Por fim, o desempenho foi verificado por meio de experimentos de dessalinização de água do mar ao ar livre. Os parâmetros ideais foram intervalo de varredura de 30 μm, energia por pulso único de 380 μJ, velocidade de varredura de 100 mm/s e processamento repetido uma vez. Com intensidade luminosa de 1 kW/m2, a taxa de evaporação atingiu 5,52 kg/(m2·h), e a produção de água em ambiente real por 8 horas foi de 5,37 kg/m2. Com salmoura de alta concentração a 15 wt%, a taxa de evaporação manteve-se em 4,03 kg/(m2·h). As concentrações de íons K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, B³⁺ e Na⁺ na água dessalinizada foram significativamente reduzidas, atendendo aos padrões da Organização Mundial da Saúde para água potável. Este estudo, por meio do processamento a laser de pico segundos de evaporadores de interface à base de espuma de alumínio, determinou os melhores parâmetros; os evaporadores preparados apresentaram excelente resistência à salinidade e potencial para operação estável a longo prazo, oferecendo uma nova abordagem para a fabricação de evaporadores de interface e promovendo a aplicação prática de tecnologias sustentáveis de purificação de água.

关键词

tecnologia de evaporação de interface movida a energia solar;evaporadores de interface;laser de pico segundos;produção de água;resistência à salinidade

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