Ante la inminente escasez de agua dulce en el mundo, un equipo de investigadores de Singapur recurrió a los generadores de vapor solares (SSG), que se están perfilando como un dispositivo prometedor para la desalinización del agua de mar.La desalinización puede ser una solución costosa y que consume mucha energía a la escasez de agua.

Este enfoque de energía renovable imita el ciclo natural del agua al utilizar la energía del sol para evaporar y aislar el agua.Sin embargo, la tecnología está limitada por la necesidad de fabricar topologías complejas para aumentar la superficie necesaria para lograr una alta eficiencia de evaporación de agua.

Para superar esta barrera, el equipo buscó inspiración para el diseño en los árboles y aprovechó el potencial de la impresión 3D.EnReseñas de Física Aplicada,El equipo presenta una tecnología de última generación para producir SSG eficientes para la desalinización e introduce un método novedoso para imprimir nanocompuestos funcionales para la fusión de chorros múltiples (MJF).

"Creamos SSG con un rendimiento fototérmico excepcional y propiedades de autolimpieza", afirmó Kun Zhou, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Tecnológica de Nanyang.

"El uso de una estructura porosa en forma de árbol mejora significativamente las tasas de evaporación del agua y garantiza un funcionamiento continuo al evitar la acumulación de sal; su rendimiento permanece relativamente estable incluso después de pruebas prolongadas".

La física detrás de su enfoque implica la conversión de luz en energía térmica, donde los SSG absorben energía solar, la convierten en calor y evaporan el agua/agua de mar.La estructura porosa del SSG ayuda a mejorar la autolimpieza al eliminar la sal acumulada para garantizar un rendimiento sostenido de la desalinización.

"Al utilizar un eficaz agente de fusión fototérmico, la tecnología de impresión MJF puede crear rápidamente piezas con diseños complejos", afirmó."Para mejorar la eficiencia de la conversión fototérmica de agentes fusores y piezas impresas, desarrollamos un nuevo tipo de agente fusor derivado de estructuras organometálicas".

Sus SSG se inspiraron en la transpiración de las plantas y están compuestos de microestructuras en forma de árboles en miniatura, que forman un bosque eficiente que distribuye el calor.

"Nuestro diseño bioinspirado aumenta la superficie del SSG", dijo Zhou."El uso de un diseño en forma de árbol aumenta la superficie del SSG, lo que mejora el transporte de agua y aumenta la eficiencia de la evaporación".

Una gran sorpresa fue la alta tasa de evaporación del agua observada tanto en entornos simulados como en pruebas de campo.El agua desalinizada cumplió consistentemente con los estándares para agua potable, incluso después de una prueba de larga duración.

"Esto demuestra la practicidad y eficiencia de nuestro enfoque", afirmó Zhou."Y se puede producir en masa rápida y fácilmente mediante impresoras comerciales MJF".

El trabajo del equipo muestra un potencial significativo para abordar la escasez de agua dulce.

"Nuestros SSG se pueden utilizar en regiones con acceso limitado al agua dulce para proporcionar una solución de desalinización sostenible y eficiente", afirmó Zhou."Más allá de la desalinización, se puede adaptar a otras aplicaciones que requieren eficienciaenergía solarconversión y purificación de agua."