Нарны эрчим хүчээр ажилладаг гадаргуугийн ууршилт (SIE) нь нарны эрчим хүчийг үр ашигтай ашиглан цэвэр ус үйлдвэрлэх чадвартай тул цэвэр усны хомсдолыг арилгах хамгийн ирээдүйтэй технологийн нэг гэж тооцогддог. Үүнээс гадна, нарны ууршуулагч нь давстай бохир усыг цэвэрлэхэд өвөрмөц давуу талтай . Ууршуулах процесс нь зөвхөн давсны талстыг дайвар бүтээгдэхүүн болгон үүсгэдэг тул шингэний гадагшлах урсгал тэг болдог. Гэсэн хэдий ч ууршуулагчид давс хуримтлагдах нь гэрлийн шингээлтийг саатуулж, уурын гадагшлах урсгалд нөлөөлж, эцэст нь ууршуулагчийн ууршилтын гүйцэтгэл буурах эсвэл бүр эвдрэлд хүргэдэг.
Энэ асуудлыг хөнгөвчлөхийн тулд зарим судлаачид "давсны эргэлт" стратегийг санал болгосон. Өөрөөр хэлбэл, давсны ионыг давсны уусмалд буцааж урсгах, улмаар ууршилтын гадаргуу дээр давсыг талсжихаас сэргийлж, улмаар тасралтгүй тогтвортой ууршилтыг бий болгохын тулд уусмалын эргэлтийн замыг зохион бүтээсэн. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь уусмалын давсжилтыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд давсны талстжилтын асуудал зайлшгүй хэвээр байна.
Өөр нэг шийдэл бол "давслах" стратеги юм. Өөрөөр хэлбэл, давс нь ууршилтгүй хэсэгт талсжих, улмаар давсны талсжилтын ууршилтын гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулж, давс, цэвэр усыг нэгэн зэрэг цуглуулах боломжийг олгодог бүтэц зохион байгуулалтыг зохицуулдаг. Гэсэн хэдий ч "давслах" стратеги нь практик хэрэглээнд зарим ноцтой сорилтуудтай тулгарсаар байна.
Нэгдүгээрт, нэг хэмжээст давсны уусмалын тээвэрлэлт нь шингээх чадварыг хязгаарлаж, нийт ууршилтын хэмжээг эрс бууруулдаг. Хоёрдугаарт, давсны талстжилтын стратеги нь хүчтэй наалддаг тул ууршуулагчийн гадаргуугаас автоматаар унахад хэцүү байдаг давсны талстыг тогтмол зайлуулах шаардлагатай байдаг. Хэрэв хуримтлагдсан давсыг цаг тухайд нь арилгахгүй бол ууршилтын үзүүлэлт буурах нь гарцаагүй. Нэмж дурдахад, өндөр үр ашигтай нарны ууршуулагчид өндөр даралт, бага вакуум, өндөр температурт дулааны боловсруулалт хийх зэрэг аюултай эсвэл цаг хугацаа шаардсан бэлтгэл процессыг шаарддаг.
Иймд шингэн хаягдалгүй давсгүйжүүлэх энгийн бэлтгэлийн аргаар урт хугацааны, үр ашигтай, тогтвортой усыг ууршуулж, давс цуглуулах бат бөх нарны ууршуулагчийг бий болгох нь шинжлэх ухааны биелээгүй зорилт юм.
Дээрх сорилтод тулгуурлан Шаньдун Анагаах Ухааны Нэгдүгээр Их Сургуулийн судалгааны баг гурван хэмжээст градиент графен спираль аэрогель ууршуулагчийг бэлтгэсэн бөгөөд энэ нь өндөр концентрацитай давстай усыг нарны ууршилтаар үр ашигтайгаар ууршуулж, шингэний ялгаралтыг тэглэх боломжтой юм.
Нарны ууршуулагчийн нарны эрчим хүчийг үр ашигтай шингээх, эрчим хүчийг бүрэн ашиглах, давсны хамгаалалт сайтай, урт хугацааны тогтвортой байдлыг хангахын тулд нарны ууршуулагчийн хатуу шаардлагыг хангахын тулд төслийн загвар нь дараах дөрвөн гол зүйлд анхаарлаа хандуулдаг.
Бүтцийн дизайн, химийн тогтвортой байдлыг сайжруулахад анхаарлаа хандуулаарай
Ууршуулагч нь хүчтэй сүлжээний бүтэцтэй, химийн тогтвортой байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь урт хугацааны, үр ашигтай, тогтвортой нарны давсгүйжүүлэлтийг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тиймээс тэд нарны ууршуулагчийн тулгуур араг яс болгон хямд өртөгтэй, супер гидрофиль, өндөр сүвэрхэг чанар, өндөр уян хатан чанар бүхий меламин хөөсийг сонгосон.
Дараа нь тэд араг яс болох меламин хөөс бүхий графен аэрогелийн механик шинж чанарыг шахах, гулзайлгах, татах зэрэг олон горимоор судалж, механик шинж чанарыг нь цогцоор нь үнэлэв.
Бодит хэрэглээний нөхцөлд түүний бат бөх, бат бөх чанарыг баталгаажуулахын тулд судалгааны баг янз бүрийн эрс тэс нөхцөлд туршилт хийсэн.
Тодруулбал, тэд дээжийг агаар болон усанд 20 удаа нугалж, хүчиллэг болон шүлтлэг уусмалд дэвтээж , өндөр температур, хэт авианы хутгах зэрэг хатуу орчинд байрлуулсан.
Эдгээр нарийн туршилтын дараа тэд дээжийн гадаад байдал, бичил бүтцэд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт ороогүй бөгөөд энэ нь түүний маш сайн бат бөх, бүтцийн тогтвортой байдлыг бүрэн харуулсан юм.
Үйлдвэрлэлийн процессыг хялбарчлах, эдийн засгийн хувьд сайжруулахад анхаарлаа хандуулна
Ууршуулагчийн үйлдвэрлэлийн процессыг хялбар, хэмнэлттэй болгох, үнэтэй тоног төхөөрөмж ашиглахаас зайлсхийхийн тулд тэд дараах бэлтгэлийн үе шатуудыг зохион бүтээсэн.
Эхний алхам бол халуун шахах явдал юм
Судалгааны багийнхан халуун шахалтын технологийг ашиглан янз бүрийн зузаантай меламин хөөсийг шахаж 1мм зузаантай урьдчилан дарсан меламин хальс гаргаж авсан.
Энэ процессын явцад дээжийн анхны зузааны эцсийн шахсан зузаантай харьцуулсан харьцаа нэмэгдэхийн хэрээр урьдчилан шахагдсан меламин хальсны нүх сүвний хэмжээг 150 μм - ээс 20 μм хүртэл нарийн зохицуулж , өвөрмөц гурван хэмжээст градиент сүлжээний бүтцийг үүсгэдэг.
Хоёр дахь алхам бол гадаргууг шүрших явдал юм
Урьдчилан шахаж бэлтгэсэн меламин хальсны гадаргуу дээр графен оксидын суспензийг жигд шүршихийн тулд шүршигч сав ашиглана . Хальсан дахь графен оксидын жигд тархалтыг бий болгосноор нарны эрчим хүчийг бууруулах үндэс суурийг тавьсан.
Гурав дахь алхам бол атмосферийн даралтаар хатаах явдал юм
Шүршсэний дараа тэд байгалийн агаараар хатаахын тулд хальсыг шууд агаарт байрлуулсан. Энэ алхам нь хөлдөөж хатаах, хэт эгзэгтэй хатаах, уусгагчийг солих гэх мэт нарийн төвөгтэй, цаг хугацаа шаардсан, эрчим хүч шаардсан бэлтгэх процессоос зайлсхийдэг.
Дөрөв дэх алхам бол нарны гэрлийг багасгах явдал юм
Өөрөөр хэлбэл томруулдаг шил ашиглан нарны гэрлийг дээж дээр төвлөрүүлнэ. Хэт ягаан туяаны нөлөөн дор дээжийн гадаргуугийн өнгө хурдан хүрэнээс хар болж хувирдаг нь графены ислийг бууруулсан графен исэл болгон амжилттай бууруулж байгааг харуулж байна.
Нарны энергийг багасгах энэхүү арга нь ажиллахад хялбар, байгаль орчинд ээлтэй төдийгүй химийн бууруулагч бодис, өндөр температурт дулааныг бууруулах процессыг ашиглах шаардлагагүй бөгөөд үйлдвэрлэлийн зардал, хүрээлэн буй орчны бохирдлыг эрс багасгадаг.
Нарны эрчим хүчийг үр ашигтай шингээж, эрчим хүчний алдагдлыг багасгахад анхаарлаа хандуулаарай
Нарны ууршуулагч нь зөвхөн нарны өргөн хүрээний энергийг шингээж, дулааны энерги болгон хувиргахаас гадна сарнисан тусгал, дулааны цацрагаас үүсэх эрчим хүчний алдагдлыг багасгаж, хүрээлэн буй орчноос нэмэлт эрчим хүчийг авах ёстой. Нарны интерфэйс дэх ууршилтын процесс нь нарны энергийн оролт, ууршилтын энергийн гаралт, хүрээлэн буй орчинд тархсан энерги гэсэн гурван энергийн урсгалаар хянагддаг.
Харамсалтай нь ердийн хоёр хэмжээст нарны ууршуулагч нь хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцооны улмаас эрчим хүч алдагдах асуудалтай тулгардаг бөгөөд энэ нь нарны эрчим хүчийг 100% уур болгон хувиргахад хамгийн тохиромжтой үр дүнд хүрэхэд хэцүү болгодог. Үүний эсрэгээр, гурван хэмжээст нарны ууршуулагч нь нарны эрчим хүчийг уур болгон хувиргах үр ашгийн онолын хязгаарыг эвдэж чаддаг.
Гурван хэмжээст дээжийн дээд гадаргуу дээрх сарнисан тусгал болон дулааны цацрагийн улмаас үүссэн энергийн алдагдлыг багасгахын тулд баг гурван хэмжээст спираль хонхор графен аэрогелийг зохион бүтээжээ.
Энэхүү бүтэц нь илүү өндөр шингээлт, бага тусгалтай төдийгүй хажуугийн хана нь хүрээлэн буй орчны дулааныг шингээх чадвартай бөгөөд доороос сарнисан дулааныг шингээж, улмаар эрчим хүчийг үр дүнтэй нөхөн сэргээх боломжийг олгодог.
Давс тэсвэрлэх чадварыг оновчтой болгох, давсны талсжилтын менежментэд анхаарлаа хандуулаарай
Энэ нь; Өвөрмөц тээвэрлэлтийн сувгийг зохион бүтээснээр давсны уусмалын радиаль тээвэрлэлтийг дэмжиж, давсны чиглэлтэй талсжилтад хүргэдэг. Энэхүү загвар нь ууршуулагчийн гадаргуу дээр давс хуримтлагдах, бөглөрөхөөс үр дүнтэй сэргийлээд зогсохгүй давсыг үр дүнтэй цуглуулах, ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр давсгүйжүүлэх үйл явцын үр ашиг, тогтвортой байдлыг эрс сайжруулдаг.
Тодруулбал, тэд урьдчилан шахагдсан меламин сүвэрхэг хальсан дээр суурилсан гурван хэмжээст градиент графены сүлжээний бүтцийг зохион бүтээж, бэлтгэсэн . Дотор талдаа сийрэг, гадна талдаа нягт энэхүү градиент графены сүлжээ нь радиаль капилляр хүчний зөрүүг үүсгэж, давсны уусмалын радиаль тээвэрлэлтийг дэмждэг. Уур үргэлжлүүлэн үүсэхийн хэрээр давсны уусмалын радиаль урсгал нь гаднах гадаргуу дээрх давсны уусмалын концентрацийг нэмэгдүүлж, давс нь дотор гадаргуу дээр биш харин гадна гадаргуу дээр чиглэлтэй талсжихад хүргэдэг. Энэхүү загвар нь ууршуулагчийн дотор гадаргуу нь хангалттай ууршилтын талбайг хадгалж, улмаар нарны ууршилтыг үр ашигтай, тогтвортой болгодог.
Ууршуулагч нь давсны талстжилтын хувьд гаднах гадаргууг бүхэлд нь ашигладаг тул талсжилтын талбайг бусад чиглэлтэй талстжилтын ууршуулагчаас хамаагүй том болгодог гэдгийг дурдах нь зүйтэй.
Давсны талстууд нь ихэвчлэн сул савласан давсны талстуудаас тогтдог бөгөөд энэ нь давсны уусмалыг зөөвөрлөх, уур гаргахад тустай.
Цаашилбал, ууршуулах хөргөлтийн нөлөөгөөр давсны давхаргын гадаргуугийн температур нь орчны температураас бага байдаг. Энэ шинж чанар нь ууршуулагчийг хүрээлэн буй орчноос илүү их энерги шингээж, ууршилтын гүйцэтгэлийг улам сайжруулдаг.
Нийтлэлийн эх сурвалж: Deep Tech
Судалгааны хэсэг: Шаньдун Анагаах Ухааны Их Сургуулийн судалгааны баг
Нийтлэлийг дараахаас иш татсан болно: https://www.163.com/dy/article/J1RENDEH05119734.html
SINOYQX меламин хөөсний талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл [email protected] хаягаар бидэнтэй холбогдох эсвэл +86-28-8411-1861 утсаар холбогдоно уу.
Зарим зураг, бичвэрийг интернетээс хуулбарласан бөгөөд зохиогчийн эрх нь анхны зохиогчид хамаарна. Хэрэв ямар нэгэн зөрчил байвал бидэнтэй холбогдож устгана уу.