Experimento y análisis del procesamiento con láser de picosegundo del evaporador de interfaz de desalinización solar basado en espuma de aluminio

TANG Zhiliang ,  

LIU Yuhao ,  

HU Shuangshuang ,  

CHU Dongkai ,  

QU Shuoshuo ,  

YAO Peng ,  

摘要

En cuanto a la tecnología de evaporación en la interfaz impulsada por energía solar, los evaporadores de interfaz enfrentan grandes desafíos en el costo de fabricación y la estabilidad de evaporación a largo plazo. Se lleva a cabo una investigación para preparar evaporadores de interfaz eficientes, de bajo costo y que puedan funcionar de manera estable a largo plazo, impulsando la aplicación práctica de tecnologías sostenibles de purificación de agua y aliviando la escasez global de agua dulce. Primero, se propone un estudio de procesamiento con láser de picosegundo para evaporadores de interfaz basados en espuma de aluminio, investigando el efecto de parámetros de procesamiento como la energía de pulso único, velocidad de escaneo, intervalo de escaneo y número de procesamientos repetidos en la morfología superficial y los elementos del evaporador. Segundo, se compara el efecto de desalinización del agua de mar bajo diferentes parámetros para determinar los mejores parámetros de procesamiento. Finalmente, se verifica su rendimiento mediante experimentos de desalinización de agua de mar al aire libre. Los parámetros óptimos son: intervalo de escaneo 30 μm, energía de pulso único 380 μJ, velocidad de escaneo 100 mm/s, procesamiento repetido una vez. A una intensidad luminosa de 1 kW/m², la tasa de evaporación alcanza 5.52 kg/(m²·h), y la producción de agua en condiciones reales durante 8 horas alcanza 5.37 kg/m². Con una concentración alta de sal al 15 % en peso, la tasa de evaporación se mantiene en 4.03 kg/(m²·h). Las concentraciones de iones K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, B³⁺ y Na⁺ en el agua desalinizada disminuyen significativamente, cumpliendo con los estándares de agua potable de la Organización Mundial de la Salud. Este estudio, mediante el procesamiento con láser de picosegundo del evaporador de interfaz basado en espuma de aluminio, concluye los parámetros óptimos; el evaporador fabricado presenta excelentes propiedades de resistencia a la sal y potencial para una operación estable a largo plazo, proporcionando un nuevo enfoque para la fabricación de evaporadores de interfaz y promoviendo la aplicación práctica de tecnologías sostenibles de purificación de agua.

关键词

Tecnología de evaporación en la interfaz impulsada por energía solar;Evaporador de interfaz;Láser de picosegundo;Producción de agua;Resistencia a la sal

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