Ключевые слова
Как цитировать
Аннотация
Данный обзор литературы охватывает более 150 научных публикаций за период 2014–2023 годы, посвящённых повышению эффективности солнечных опреснителей воды на основе пористых материалов с капиллярной структурой. Анализ показывает, что гидрофильные тканевые и керамические пористые материалы позволяют расширить поверхность испарения в 3–5 раз за счёт капиллярных сил. Современные системы на основе принципа локализации тепла могут достигать коэффициента использования солнечной энергии свыше 90%. Выявлен научно-исследовательский пробел, связанный с недостаточным изучением комплексного влияния размера пор, плотности капиллярных трубок и геометрии устройства на общую эффективность системы.
По протоколу PRISMA из 847 выявленных публикаций (2014–2023) отобрано 156 работ. Шесть типов капиллярных пористых материалов испытывались при интенсивности солнечного излучения 1000 Вт/м². Эффективность испарения рассчитывалась по формуле η = (ṁ · hfg)/(G · A). Для оценки совместимости материалов и устройств построена тепловая карта (heatmap) на основе коэффициента корреляции Пирсона (матрица 8×8).
Гидрофильная ткань показала наибольшую корреляцию с солнечными опреснителями (97%) и эффективность испарения 91–95%. Композит керамика + аэрогель обеспечил суточную производительность 7,3 л/м²·сут. Слой аэрогеля снизил тепловые потери на 22%. Выявлено пять ключевых исследовательских пробелов, включая долгосрочную стойкость и комплексную оптимизацию размера пор совместно с геометрией устройства.
Библиографические ссылки
[1] World Health Organization (WHO). (2023). Drinking-water fact sheet. Geneva: WHO. Available: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water.
[2] Tao, P., Ni, G., Song, C., Shang, W., Wu, J., Zhu, J., Chen, G., & Deng, T. (2018). Solar-driven interfacial evaporation. Nature Energy, 3(12), 1031–1041. https://doi.org/10.1038/s41560-018-0260-7.
[3] Ghasemi, H., Ni, G., Marconnet, A. M., Loomis, J., Yerci, S., Miljkovic, N., & Chen, G. (2014). Solar steam generation by heat localization. Nature Communications, 5(1), 4449. https://doi.org/10.1038/ncomms5449.
[4] Zhou, L., Tan, Y., Wang, J., Xu, W., Yuan, Y., Cai, W., Zhu, S., & Zhu, J. (2016). 3D self-assembly of aluminium nanoparticles for plasmon-enhanced solar desalination. Nature Photonics, 10(6), 393–398. https://doi.org/10.1038/nphoton.2016.75.
[5] Xu, W., Hu, X., Zhuang, S., Wang, Y., Li, X., Zhou, L., Zhu, S., & Zhu, J. (2018). Flexible and salt resistant Janus absorbers by electrospinning for stable and efficient solar desalination. Advanced Energy Materials, 8(14), 1702884. https://doi.org/10.1002/aenm.201702884.
[6] Hu, X., Xu, W., Zhou, L., Tan, Y., Wang, Y., Zhu, S., & Zhu, J. (2021). Tailoring graphene oxide-coated aerogel for high-efficiency solar steam generation under one sun. Advanced Materials, 29(5), 1604031. https://doi.org/10.1002/adma.201604031.
[7] Zhang, L., Tang, B., Wu, J., Li, R., & Wang, P. (2022). Hydrophobic light-to-heat conversion membranes with self-healing ability for interfacial solar heating. Advanced Materials, 27(33), 4889–4894. https://doi.org/10.1002/adma.201502362.
[8] Wang, Y., Zhang, L., & Wang, P. (2021). Self-floating carbon nanotube membrane on macroporous silica substrate for highly efficient solar-driven interfacial water evaporation. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 9(12), 4231–4242. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.5b01274.
[9] G‘ayimnazarov Israil Xoliqovich, Mamarasulov Sobir Raxmonqulogli, and Toshmurodov Jomurod Jahongirogli. “O‘ZAN TUBI BARQARORLIGINI BAHOLASH USULLARI” Sanoatda raqamli texnologiyalar/Цифровые технологии в промышленности 4.1 (2026): 237-241.
[10] Li, X., Xu, W., Tang, M., Zhou, L., Zhu, B., Zhu, S., & Zhu, J. (2020). Graphene oxide-based efficient and scalable solar desalination under one sun with a confined 2D water path. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(49), 13953–13958. https://doi.org/10.1073/pnas.1613031113
[11] Chen, C., Li, Y., Song, J., Yang, Z., Kuang, Y., Hitz, E., Jia, C., Garlok, A., Quispe, E., Gao, T., Liu, Y., Garnett, F., Jiang, B., & Hu, L. (2021). Highly flexible and efficient solar steam generation device. Advanced Materials, 29(30), 1701756. https://doi.org/10.1002/adma.201701756.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2026 Asqarov M., Iskandarov Z.S., Raximov N.Z. (Muallif)