摘要 大气水收集 (AWH) 装置代表着解决全球水资源短缺问题的巨大希望。AWH 技术的迅猛发展和各种 AWH 技术的广泛传播将极大地促进 AWH 机器在不同家庭、农业和工业应用中的实施。在过去的几十年中,人们对 AWH 方法进行了大量研究,但结果差异惊人,误导了读者甚至研究人员。在本研究中,回顾了 AWH 理论技术的发展、各种 AWH 方法和市场上的各种 AWH 机器。对不同的理论方法进行了比较,着重统一基于面积和单位收获量能耗的结果,以便对不同的已发布数据进行清晰判断。阐述了理论与市场现有设备之间的差距,并提出了进一步开发 AWH 技术的建议。
大气水生成依靠热力学循环,通过三种不同的回路采用机械压缩制冷技术。制冷剂回路和热交换器经过优化,可在降低能耗的同时降低空气湿度。余冷用于预冷进气,无需额外能耗。生成的水经过过滤、矿化和紫外线技术处理,以达到最高质量标准。此外,它们还结合了用于远程控制和监控的物联网功能以及能够智能控制和调节所有系统的 SCADA 系统,确保在不同环境条件下实现最大水产量。
水资源包括所有对人类有用或可能有用的水源。这包括地表水(河流、湖泊和水库)、地下水,甚至大气水。这些资源对于维持生命、支持生态系统以及促进农业、工业和家庭使用等人类活动至关重要。尽管水资源丰富,但全球分布不均,导致可用性存在巨大差异。
淡化和大气收获技术非常需要生产用于日常生活活动的淡水并减轻全球水危机。改善这些方法的努力主要是基于更好的工程或材料设计,但是对它们在理论最佳效果上的能量性能的比较并没有很好地巩固。这项研究进行了一项荟萃分析,通过评估吉布斯自由能原理得出的理论限制来评估能量最佳性,从而对现有的大气水收集和脱盐技术进行了比较。在对这两个类别的各种现有技术进行了审查之后,将能量最优性定义为理论最低特定的特定能量消耗除以特定的自行量消耗,用作对各种脱水和大气收获技术的全面比较的度量。的结果表明,蒸气压缩周期和基于混合技术的大气收割机具有较高的能量最优性,为12%,而其他能量最优性的性能较低,较低的表现不到3%。为了淡化,反渗透产生的最高能量最优性为67.43%。此外,大气水收集所需的理想能量最优性与淡化相当至少89.9%,这几乎是不可能实现的。©2022作者。由Elsevier Ltd.这是CC下的开放访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)。
在这些情况下可以找到常见的研究,开发和分析技术和主题,这可以为未来的研究,开发和分析提供想法。例如,未来的工作可以调查人类移民和适应的潜在需求,以及如何影响城市结构;人类,货物和能源运输;以及运输和虚拟互动之间的权衡。该方案还预测,位于负载附近的未来发电可能不足;因此,先进的传输技术(例如,超导性)可能是有价值的。多种情况指出了未来的建筑进步,提高供暖和冷却的效率以及较高的人口密度,并获得了娱乐性自然的机会。其他研究,开发和分析机会涉及能源食品水域的联系,包括二氧化碳捕获用于有益的用途和大气水的收获以及污染管理。最后,这些方案确定了纳米技术和人工智能对能量系统的进步的潜在影响。
湿润水凝胶作为可扩展和低成本吸附剂而出现,用于大气水收集,除湿,被动冷却和热量储能。但是,使用这些材料的设备仍然表现出不良的性能,部分原因是水凝胶的水蒸气摄取有限。在这里,氯化氯化物溶液中水凝胶的肿胀动力学,对水凝胶盐载荷的影响以及所得的合成水凝胶 - 盐复合材料的蒸气吸收。合成了通过调整溶液的盐浓度和凝胶的交联特性,合成了极高的盐负荷的湿水凝胶,在相对湿度(RH)分别为30%和70%的相对湿度(RH)时,可以使前所未有的水吸收1.79和3.86 Gg-1。在30%RH时,这超过了先前报道的金属有机框架的水吸收超过100%和水凝胶的水,使吸收的吸收量超过了吸湿性盐基本限制的93%,同时避免了盐解决方案中常见的泄漏问题。通过对盐蒸气平衡进行建模,最大无泄漏的RH被阐明是水凝胶摄取和肿胀比的函数。这些见解指导具有特殊吸湿性的水凝胶的设计,使基于吸附的设备能够应对水的稀缺和全球能源危机。
上下文。太阳系中气体巨头的内部模型传统上假设一个完全对流的分子氢包膜。,朱诺任务的最新观察结果表明,木星的分子氢包膜可能会耗尽碱金属的耗竭,这表明稳定的辐射层可能存在于千巴水平。最近的研究表明,深稳定的层有助于调和各种木星观测,包括其大气水和二线丰度以及其区域风的深度。但是,用于推断稳定层的不透明表通常被过时且不完整,从而使深辐射区域所需的精确分子氢包膜组成不确定。目标。在本文中,我们确定可以导致木星和土星在千巴尔水平的辐射区形成的大气组成。方法。我们计算了覆盖高达10 5 bar的压力,包括太阳系气体巨头中最丰富的分子以及自由电子,金属氢化物,氧化物和原子质物种的贡献,其中包括最丰富的分子。这些表用于计算木星和土星分子氢化膜的罗斯兰均值不透明,然后将其与维持对流所需的关键平均不透明度进行了比较。结果。我们发现,辐射区的存在是由木星和土星大气中的K,Na和Nah的存在控制的。相比之下,对于土星,K和Na所需的丰度低于10-4倍太阳能。对于木星,K和Na的元素丰度必须小于10 - 3倍太阳能才能形成辐射区。