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Naturaleza Agua (2023)Citar este artículo
Detalles de métricas
Aunque la destilación inversa impulsada por energía solar integrada con localización térmica ha mostrado recientemente una atractiva eficiencia de conversión de energía solar a agua, los enfoques efectivos de rechazo/descarga de sal son escasos para lograr una desalinización solar pasiva sostenible. Aquí fabricamos elaboradamente dispositivos de destilación solar basados en capas de agua de evaporación inversa de espesor a escala milimétrica y logramos con éxito una alta eficiencia simultánea y un rechazo de sal durante los procesos de desalinización solar. Se desarrollaron dos modos de operación pasiva (modo de gravedad y modo de descarga) para el rechazo sustentable de sal, que mostraron eficiencias de conversión de energía solar a agua de 59,1 % y 60,6 %, respectivamente, con 3,5 % en peso de salmuera. Más notablemente, el dispositivo fabricado también mostró una excelente capacidad (47,4% de eficiencia) para desalar continuamente agua de alta salinidad (21% en peso) sin cristalización de sal. Para un nivel de aplicación amplio, analizamos y probamos dispositivos de desalinización de diez etapas basados en capas de agua de evaporación inversa. Se logró una eficiencia total del 354 % junto con el éxito del rechazo de sal en cada etapa, lo que indica un nuevo camino para la desalinización solar pasiva de alta eficiencia y rechazo de sal.
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Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles en el artículo y en su información complementaria.
El código utilizado en este estudio está disponible a través de los autores correspondientes previa solicitud razonable.
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Este trabajo fue apoyado conjuntamente por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (no. 51976013 y no. 52006124) y la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing (no. 3232031). Agradecemos a G. Wu, S. Liang, Y. Ji, D. Shi y Q. Ma por su ayuda para medir los parámetros ópticos de la cubierta de convección y la placa de aluminio recubierta de TiNOx, y a P. Ren por su ayuda para tomar fotografías ópticas de membranas hidrofóbicas. ZZ agradece a S. Liang, H. Cheng y R. Jin por su ayuda con los experimentos.
Escuela de Ingeniería Mecánica, Instituto de Tecnología de Beijing, Beijing, China
Ziye Zhu, Hongfei Zheng, Hui Kong, Xinglong Ma y Jianyin Xiong
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HZ y ZZ concibieron la idea. HZ y JX guiaron la investigación. ZZ y XM llevaron a cabo los experimentos. ZZ y HK realizaron la simulación numérica. ZZ, JX, XM y HZ discutieron los resultados. ZZ escribió la primera versión del artículo. JX, HK y ZZ revisaron el artículo.
Correspondencia a Hui Kong, Xinglong Ma o Jianyin Xiong.
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
Nature Water agradece a Chengbing Wang y a los demás revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo.
Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.
Notas complementarias 1 a 16, figs. 1–25 y Tablas 1–5.
Datos de origen Fig. 2.
Datos de origen Fig. 4.
Datos de origen Fig. 5.
Datos de origen Fig. 6.
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Reimpresiones y permisos
Zhu, Z., Zheng, H., Kong, H. et al. Desalinización solar pasiva hacia una alta eficiencia y rechazo de sal mediante una capa de agua de evaporación inversa de espesor a escala milimétrica. Agua Natural (2023). https://doi.org/10.1038/s44221-023-00125-1
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Recibido: 14 de marzo de 2023
Aceptado: 01 de agosto de 2023
Publicado: 31 de agosto de 2023
DOI: https://doi.org/10.1038/s44221-023-00125-1
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