新型光熱蒸発材料、太陽エネルギーで海水を効率的に蒸発

  中国科学院過程工程研究所の22日の発表によると、同研究所と深セン大学の共同チームは高分子「ロック構造」を提案し、ナノ粒子を3次元構造の光熱蒸発材料へと組み上げることに成功した。太陽エネルギーによる海水蒸発ペースを大幅に上げ、かつ屋外試験装置により海水淡水化から農業用灌漑への応用の初歩的な検証も実現した。関連成果は国際的な学術誌「Advanced Materials」に掲載された。科技日報が伝えた。

  チームはまず、「ボタン」となる多層中空構造を持つナノ球殻を作製した。次に高分子と溶媒の相溶性原理に基づき、ポリエステル分子鎖を縫い糸のように球殻の微細孔へと精密に通し、粒子をしっかりと縫い合わせることで、「ナノの森林」のように強固な3次元構造を形成した。これは高分子の糸でナノ球をつなぎ合わせるようなもので、凝集を防ぎながら高効率な水輸送経路を構築する。

  実験データによると、同構造の太陽光吸収率は90.2％にのぼり、同量の水の蒸発に必要なエネルギーを45.7％減らした。30日連続の海水加速劣化試験でもナノ粒子は脱落せず、材料は日照を浴びながらも活性酸素種を生成しなかった。これにより有機基材の劣化という難題が解消された。

  チームは中国科学院過程工程研究所廊坊工学試験拠点で、0.75平方メートルの屋外試験装置を完成させた。自然光下において、同装置は1日当たり20.16リットルの淡水を生産し、約10人分の基本的な飲料水需要に対応できる。水質は世界保健機関の飲料水基準を満たす。生産される淡水で1年間にわたり5平方メートルの農地の灌漑が行われ、ホウレンソウ、トウモロコシ、チンゲンサイなどの作物の生育サイクルが完了し、農業用灌漑の実現性が検証された。

  記事出処：人民網