Marangoni效果可用于从海洋中获得淡水

时间：2022-05-23 15:25:06 来源：

在PoliteCnico diorino进行的一项研究，与Massachusetts理工学院（麻省理工学院）合作，并在期刊能源和环境科学中发表，呈现出一种能够自发地去除累积盐的太阳海水淡化装置。未来，这一发现可能导致可持续脱盐系统的发展随着时间的推移稳定的效率。

Achilles的水脱盐技术鞋跟是装置的各种部件内的盐颗粒的结晶。这种堵塞现象导致随时间的性能降低，从而限制了这些设备的耐用性。解决这个问题对于确保随着时间的推移，淡水持续生产是重要的。最近，已经提出了具有抗堵塞性能的创新的纳米结构材料，具有限制盐积聚的可能性。然而，这些材料的高成本使得大规模生产的商业原型难以。

从这个问题开始，与马萨诸塞州理工学院（麻省理工学院）合作的PoliteCnico diorino（小）的能量部队的工程师团队已经彻底研究了脱盐装置中盐颗粒的运输潜在的机制。在注意实验观察结果和盐水运输古典理论模型之间的不一致之后，研究开始了。特别是，PoliteCnico di Toino的工程师，经过康涅狄州迪圣Paolo（Mitor Project）和清洁场所（CWC）资助的两年多的数值和实验室研究，已经表明，盐运输的这种巨大差异是由于所谓的Marangoni效果。基于这一发现，Politecnico di Torino（Matteo Morciano，Matteo Fasano，Eliodoro Chiavazzo和Pietro Asinari的研究人员也拥有国家计量研究所的科学主任 - Inrim）和麻省理工学院（Svetlana V. Boriskina）已经创建了一种能够以可持续的方式脱盐海水的原型，并自发地除去在运行期间积累的盐。

Marangoni效应是一种现象，也可以在日常生活中观察到：“在水溶液中，液体分子通过产生称为”凝聚力“的分子结合的分子间键相互作用。两种具有不同浓度的溶液将具有不同的凝聚力。这种浓度变化的存在，并且因此粘合力使液体流离掉低浓度的区域，产生重新混合过程。这种效果负责在摇动时观察到玻璃墙上的葡萄酒的“泪水”。因此，由于液体中的浓度变化，可以设计和利用由于液体的浓度变化，以增加用不同浓度的溶液的重新混合。在我们的脱盐装置中（如果处理的解决方案基于不同浓度的海水），这种现象允许避免蒸发器中的盐的积累，确保蒸馏水的恒定和持久的生产率，并保护组件受到劣化。因此，我们的战略设计了一种能够充分利用这种效果的设备，实现了迈向未来的设备商业应用的进一步迈出了“，PoliteCnico diorino的能源部门和研究的第一作者的研究人员解释了Matteo Morciano”。。

在目前的版本中，并考虑到吸收太阳能约为一个平方米的区域，海水淡化装置每天可以提供超过15升水。此外，由于Marangoni效应，盐去除过程比基于自发扩散的预测速度快100倍，从而有利于快速恢复组分的性质。

在盛名的杂志能源和环境科学出版的这项研究结果可能对新一代海水淡化材料和设备的设计具有重要意义，使他们能够自发地“自我清洁”积累的盐并保证稳定和长期 - 塑造性能。目前正在在PoliteCnico di Toino的清洁中心进行进一步研究，目的是制造原型工业化和更通用的。

参考：Matteo Morciano，Matteo Fasano，Svetlana V.Boriskina，Eliodoro Chiavazzo和Pietro Asinari，Eliodoro Chiavazzo和Pietro Asinari，Energy and Environmence Science.doi：
10.1039 / D0EE01440K.

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