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Jul 27, 2023

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npj agua limpia volumen 6,

npj Clean Water volumen 6, Número de artículo: 12 (2023) Citar este artículo

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La evaporación de energía solar interfacial es una medida eficaz para aliviar la actual escasez mundial de recursos de agua limpia. Sin embargo, muchos evaporadores solares son dispositivos estructurados bidimensionales (2D) desarrollados mediante el recubrimiento de materiales absorbentes de luz en la superficie de los materiales anfitriones, y la eficiencia de la generación de vapor solar es limitada. Por esta razón, el presente estudio informa sobre un método fácil y respetuoso con el medio ambiente para construir un evaporador de madera tridimensional (3D) cónico, que utiliza madera flexible como sustrato y complejo de ácido tánico como material absorbente de luz y está formado por más circunvolución. El diseño estructural razonable y la combinación de materiales permiten que el evaporador muestre una excelente resistencia al moho y un rendimiento de evaporación altamente eficiente. La decoración negra mejora considerablemente la absorción de la luz de la madera, lo que da como resultado una alta absorbancia (>90 %) de DW-TA-Fe3+ en el rango de longitud de onda de 200–800 nm. La tasa de evaporación de agua del evaporador de cono de madera puede alcanzar hasta 1,79 kg m-2 h-1, aproximadamente 1,6 veces mayor que la del evaporador 2D. Además, el evaporador exhibe una excelente estabilidad biológica y un desempeño de desalinización efectivo. Se espera que este trabajo ofrezca una nueva dirección en el diseño de un evaporador de madera en 3D para la desalinización solar efectiva del agua.

La escasez de agua limpia es uno de los principales desafíos apremiantes en la actualidad debido al auge de la población y al desarrollo industrial1,2,3. Para mitigar este problema, se han utilizado muchas tecnologías como la electrodiálisis4, la destilación por membrana5, la ósmosis inversa6, la destilación multiefecto (MED), la desalinización por adsorción (AD)7,8,9,10,11,12, etc. producción de agua, sin embargo, que tienen una aplicación limitada debido al proceso relativamente complejo, así como el alto costo y que tienen una aplicación limitada debido al proceso relativamente complejo, así como el alto costo y la baja relación estándar de rendimiento universal (10-13%, se calculó basado en la energía primaria estándar)13. La evaporación interfacial solar utilizada para la desalinización es un método eficaz y sostenible para aliviar la escasez de recursos de agua dulce14,15,16,17. A diferencia de la evaporación solar tradicional (calentar una gran cantidad de agua)18,19,20,21, esta tecnología utiliza una estructura específica para confinar la energía a la capa que absorbe la luz, lo que permite la evaporación del agua en la superficie de la estructura, reduciendo efectivamente la pérdida de calor. y lograr una mayor eficiencia de evaporación22,23,24,25,26,27.

Se han introducido varios materiales fototérmicos en los sistemas de evaporación solar interfacial, como iones nanometálicos28, óxido de grafeno29, polipirrol30, etc. Se ha logrado un rendimiento de evaporación eficiente al mejorar la tasa de absorción y reducir la pérdida de calor de los dispositivos de evaporación fototérmica31,32,33, 34,35,36,37. Al decorar con nanopartículas de metal la madera natural, Zhu et al. diseñó un material plasmónico con una alta tasa de absorción del 99% en el rango de longitud de onda de 200–2500 nm38. Feng et al. ideó un evaporador solar mediante la calcinación de esponjas de melamina (MS). El MS calcinado con aislamiento térmico logró una tasa de evaporación solar ultrarrápida (1,98 kg m−2 h−1) y una alta eficiencia fototérmica (~92%)39. Yan et al. estudió un aerogel ultraligero de paja de maíz/grafeno con una eficiencia de conversión de energía solar del 95 % mediante reducción hidrotermal a baja temperatura y secado atmosférico utilizando cristales de hielo como plantillas40. Se utilizó madera natural de bajo costo como evaporador para la desalinización solar debido a su estructura microporosa y su excelente hidrofilia. La mayoría de las investigaciones construyeron dispositivos planos recubriendo materiales absorbentes de luz en las secciones transversales y longitudinales de madera natural41,42,43,44. Plagadas de una fabricación complicada y una baja tasa de evaporación, estas tecnologías requieren una mayor mejora en el rendimiento de la evaporación. Sin embargo, la elección de los materiales ha llegado al cuello de botella de la eficiencia, y es difícil llevar más allá el límite teórico de la eficiencia de conversión de energía.

Recientemente, para superar el límite de la eficiencia teórica, el evaporador solar se amplió de las estructuras 2D originales a las 3D. En comparación con el evaporador 2D, la versión 3D exhibió un rendimiento de evaporación más excelente debido a un área de evaporación más grande y una reflexión menos difusa45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55. Por ejemplo, Cao et al. desarrolló un evaporador Janus cónico ASA 3D con una tasa de evaporación estable de 1,713 kg m–2 h–1 durante 14 días a un 3,5 % de agua de mar artificial56. Wang et al. prepararon un cono fototérmico artificial con recubrimiento de polipirrol (PPy) y una eficiencia de conversión solar de aproximadamente 1,7 veces mayor que la película plana57. Liu et al. informó sobre un evaporador esférico catalítico fototérmico 3D de alto rendimiento cuya eficiencia de luz a vapor excedía el límite teórico, alcanzando el 217 %58. Sin embargo, la preparación relativamente compleja aún necesita mejoras adicionales.

Aquí, se desarrolló un evaporador cónico a base de madera mediante un tratamiento de flexibilidad de la madera, carga de material fototérmico y diseño estructural. La deslignificación mejoró la flexibilidad y la hidrofilia de la madera. El complejo de ácido tánico negro se utilizó como material principal para la captación solar fototérmica. Debido al diseño estructural racional, se produjeron múltiples reflejos de luz en la superficie del dispositivo y se redujo el reflejo difuso, lo que promovió la absorción de la luz. Por lo tanto, al usar este evaporador de cono de madera, la tasa de evaporación y la eficiencia alcanzaron hasta 1,79 kg m-2 h-1. Además, el evaporador demostró una desalinización eficiente y una excelente estabilidad. En conjunto, este dispositivo de evaporación cónico de madera altamente eficiente y altamente estable es una gran promesa en la desalinización solar.

Inspirándose en la transpiración natural de las plantas, este estudio diseña un evaporador de cono de madera mediante la carga sucesiva de taninos e iones de hierro en la superficie DW. A diferencia del dispositivo de evaporación de madera tradicional, en este trabajo, la madera se sometió a un tratamiento de sulfito alcalino para eliminar parcialmente la lignina y la hemicelulosa, mejorando significativamente la flexibilidad de la madera y superando la inviabilidad de la conformación estructural 3D en la madera debido a la rigidez de la madera. En el primer paso, se obtuvo DW con hidrofilicidad y flexibilidad mejoradas. Después de un tratamiento de inmersión en dos pasos, la capa de absorción de luz sobre la madera pasó del amarillo pálido original al negro (Fig. 1a y Fig. 1 complementaria) gracias a la acción de complejación entre el ácido tánico y el Fe3+,59. El evaporador de cono 3D se obtuvo finalmente cortando y dando forma a mano a la madera flexible con la capa de absorción de luz negra para la desalinización solar de agua de mar (Fig. 1b).

a Diagrama esquemático de preparación de chapa de madera de conversión fototérmica. b Evaporador de cono de madera 3D.

La característica estructura porosa jerárquica de la madera fue beneficiosa para el rápido transporte de agua por acción capilar y excelente aislamiento térmico60,61. Como se muestra en las imágenes SEM (Fig. 2a1, a2), una gran cantidad de canales se alinearon verticalmente en la madera de álamo y estaban compuestos principalmente de fibras de madera y vasijas42, que se conservaron bien a partir de la chapa de álamo después de la deslignificación y el recubrimiento (Fig. 2b1 , c1). Además, las imágenes de gran aumento mostraron algunas esferas en la superficie de la pared celular de la madera (Fig. 2c3), es decir, los complejos de ácido tánico en el DW-TA-Fe3+. Estos canales longitudinalmente paralelos estaban conectados por los pozos distribuidos a lo largo de las paredes de los vasos (Fig. 2c2). La red de transporte de agua en 3D consistió en canales longitudinales y pozos horizontales dentro de la madera. Además, después de eliminar parte de la lignina, las paredes celulares densamente empaquetadas originales evolucionaron hacia un esqueleto muy suelto, y las nanofibras de celulosa bien alineadas en la pared celular quedaron claramente expuestas (Fig. 2 complementaria), mejorando la hidrofilia de la madera y reduciendo la conductividad térmica. Además, la eliminación de la lignina redujo la rigidez de la madera y aumentó su flexibilidad, lo que hizo viable la construcción de dispositivos cónicos. La intensidad durante el plegado incluso alcanzó hasta 180 ° sin fracturarse (Fig. 3 complementaria).

a, b Imágenes ópticas de madera y DW. a1, b1 Las imágenes SEM de madera y DW en la sección tangencial. a2, b2 Las imágenes SEM de DW y madera en sección transversal. c La micromorfología del DW-TA-Fe3+. c6 Las imágenes de mapeo EDS del DW-TA-Fe3+.

Los cambios en los grupos funcionales químicos de la madera se analizaron mediante espectroscopía FTIR en diferentes etapas de tratamiento. La Figura 3a muestra los grupos funcionales químicos de la madera, DW y DW-TA-Fe3+, respectivamente. Como puede verse, los grupos funcionales de lignina y hemicelulosa se debilitaron después del tratamiento con sulfato alcalino, donde los picos de absorción de vibración de estiramiento de C=O y acetoxi de hemicelulosa fueron de 1738 y 1235 cm−1,62, respectivamente, mientras que los grupos funcionales característicos de lignina estaban en 1635, 1506 y 1463 cm−1,63. Sin embargo, se encontró un pico característico a 1722 cm−1 en el espectrograma del DW-TA-Fe3+, que pertenecía al pico de C=O en ácido tánico64,65. El resultado del análisis de la composición química también confirmó este resultado (Fig. 3b). Los resultados anteriores identificaron que el tratamiento con sulfato alcalino eliminó parte del componente, es decir, lignina y hemicelulosa en la madera. Además, los patrones XPS se utilizaron para investigar más a fondo la composición de los elementos químicos y la situación de los enlaces químicos de las muestras de madera. Como se muestra en la Fig. 3c, el espectro de la encuesta XPS del DW-TA-Fe3+ presentó tres picos característicos principales, entre los cuales C1s, O1s y N1s tenían una energía de enlace de 284,6, 532,2 y 399,5 eV. El símbolo Fe2p (710,6 eV) se inició a partir del complejo de ácido tánico. El espectro C1s de alta resolución del DW-TA-Fe3+ indicó tres picos a 284,8, 286,5 y 288,2 eV relacionados con CC, CO y C=O, respectivamente (Fig. 4). El espectro de O1s reveló tres picos de CO (532,8 eV), C=O (532,1 eV) y O-Fe (531 eV), respectivamente (Fig. 3d). El enlace químico O-Fe se atribuyó a la deshidrogenación del grupo hidroxilo fenólico en el ácido tánico para formar un quelato con Fe3+ (Fig. 5 complementaria). El aumento en el contenido de oxígeno y la presencia del enlace químico O-Fe en el DW-TA-Fe3+ indicaron que el complejo de ácido tánico estaba cargado en la superficie de la madera (Tabla complementaria 1). Esta observación fue respaldada por las imágenes de mapeo EDS de elementos C, O y Fe en la superficie DW-TA-Fe3 + (Fig. 2c6 y Fig. 6 complementaria).

a El espectro FTIR de la madera, DW y DW-TA-Fe3+. b El contenido relativo de celulosa, hemicelulosa y lignina en madera y DW. c Espectros de estudio XPS de madera y DW-TA-Fe3+. d Picos O1s de alta resolución.

a Los ángulos de contacto de la madera, DW y DW-TA-Fe3+. b La absorción de madera y DW-TA-Fe3+. c Curvas de temperatura superficial del evaporador de cono de madera 3D. d Cambios en la masa de agua de tres sistemas de evaporación en condiciones de oscuridad y una intensidad de iluminación solar. e Conductividades térmicas de la madera natural y DW.

Excelente hidrofilia es el requisito previo para la evaporación interfacial solar. Como se muestra en la Fig. 4a, en comparación con la madera, DW representó una mayor eficiencia de absorción de agua debido a la eliminación de la lignina relativamente hidrofóbica. La gota de agua se absorbió por completo en DW en solo 3 s. DW mantuvo la hidrofilicidad después del recubrimiento con TA-Fe3+. Además, la evaluación de la capacidad de transporte de agua de las muestras de madera y DW utilizando la solución de naranja de metilo (MO) reveló la mayor capacidad del sustrato DW para el transporte de agua (Fig. 7 complementaria). La eliminación de lignina no solo aumentó la hidrofilicidad sino que también redujo la conductividad térmica de la madera63,66. En estado seco, la conductividad térmica de la madera y DW fueron 0,1455 y 0,1200 W/mk, respectivamente (Fig. 4e). El proceso de deslignificación hizo que la madera fuera más hidrófila, térmicamente aislante y porosa, aumentando la tasa de evaporación. La absorbancia óptica de la madera y DW-TA-Fe3+ se observó utilizando un espectrómetro UV-Vis-NIR. Como se muestra en la Fig. 4b, DW-TA-Fe3+ mostró una mayor capacidad de absorción en el rango de longitud de onda de 200 a 2500 nm, atribuido al recubrimiento del complejo de ácido tánico negro y la estructura porosa dentro de la madera. La figura 4c ilustra las curvas de cambio de temperatura de la superficie del evaporador DW-TA-Fe3+, el evaporador DW y el agua durante la radiación solar simulada obtenida mediante imágenes térmicas infrarrojas. Después de 1 h, la temperatura del evaporador de madera 3D aumentó a 39 °C debido a los múltiples reflejos de luz en la superficie de la cavidad cónica (Fig. 8 complementaria), el rendimiento térmico del evaporador DW-TA-Fe3+ es significativamente mayor que el otros dos evaporadores.

Para estudiar la conversión fototérmica y la evaporación del evaporador de cono 3D, se utilizó un dispositivo casero de evaporación de agua para medir el cambio de masa de agua durante la evaporación (Fig. 9 complementaria). Se utilizó un anillo de espuma de algodón perlado (conductividad térmica de 0,02965 W/m·k) para fijar el evaporador, aislarlo y reducir la pérdida de calor39,67,68. La Figura 4d muestra la tasa de evaporación del agua, evaporadores 2D y 3D (con un área proyectada idéntica). En comparación con el evaporador 2D, el evaporador de cono 3D aceleró significativamente la evaporación del agua en las mismas condiciones de prueba, y la tasa de evaporación fue tan alta como 1,79 kg m-2 h-1, aproximadamente 8 y 1,6 veces mayor que la del agua (0,22 kg m−2 h−1) y evaporadores 2D (1,11 kg m−2 h−1), más altos que muchos otros sistemas de energía de vapor solar, lo que implica un excelente rendimiento de evaporación del evaporador de cono de madera 3D.

Además, el área de contacto entre el dispositivo y el agua también es un factor importante que afecta el rendimiento de la evaporación. Por esta razón, investigamos el rendimiento de evaporación de los tres sistemas controlando la altura a la que se sumergió el evaporador en agua (como se muestra en la Fig. 5a). La Figura 5c muestra los cambios en la temperatura de la superficie del dispositivo durante la conversión de energía solar a calor registrada por la cámara termográfica infrarroja. Después de 60 min de irradiación, la temperatura de la superficie del dispositivo (h = 5 mm) aumentó significativamente y alcanzó los 38,8 °C. Sin embargo, la temperatura de todo el evaporador sumergido en agua fue de solo 36 °C. Como se muestra en la Fig. 5d, la tasa de evaporación de los dispositivos con un área mínima de contacto con el agua alcanzó hasta 1,78 kg m-2 h-1, mientras que la de todo el evaporador sumergido en agua fue de solo 1,18 kg m-2 h-1. . Como se muestra en la Fig. 5b, el dispositivo completamente sumergido en agua perdió mucho calor y la temperatura del agua a granel aumentó significativamente. Por lo tanto, el área de contacto entre el dispositivo y el agua estaba bajo un control razonable, evitando la pérdida de energía de la capa de absorción solar al agua a granel.

a Diagrama esquemático del dispositivo a diferentes alturas bajo el agua. b Imágenes de temperatura superficial de los tres sistemas de evaporación. c Cambio de temperatura superficial de los tres sistemas de evaporación. d Cambios en la masa de agua de tres sistemas de evaporación.

Además, para evaluar el rendimiento de desalinización del evaporador de cono de madera 3D, se utilizó agua de mar obtenida del Mar de China Oriental para la evaporación solar y la recolección de agua purificada durante la evaporación solar. Se usó espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para detectar la concentración de iones. Como se muestra en la Fig. 6a y la Tabla complementaria 2, las concentraciones de los iones principales (Na+, Mg2+, K+ y Ca2+) en el agua de mar después de la desalinización fueron 2,01, 0,22, 0,48 y 0,04 mg L−1, respectivamente, mucho menos que el límite estándar de agua potable definido por la Organización Mundial de la Salud. Además, la Fig. 10 complementaria muestra los resultados de pH, sólidos disueltos totales (TDS) y conductividad del agua de mar antes y después de la desalinización. El pH del agua diluida fue de 6,59, la conductividad fue de 318 us/cm y el valor de TDS fue de 19 ppm. Los resultados de la prueba cumplen con el estándar sanitario para agua potable (GB 5749–2006), que indicó un buen rendimiento de desalinización del evaporador de cono de madera 3D. La Figura 6b presenta el rendimiento de estabilidad del evaporador, la tasa de evaporación aún podría alcanzar 1,62 kg m-2 h-1 después de un uso repetido diez veces. La Fig. 11 complementaria muestra la tasa de evaporación de DW-TA-Fe3+ en almacenamiento a largo plazo de 30 días. La tasa de evaporación aún es estable después del almacenamiento a largo plazo, claramente, la tasa de evaporación también fue estable durante todo el período medido, lo que sin duda indica una buena estabilidad y reciclabilidad del dispositivo DW-TA-Fe3+. Para probar más la estabilidad biológica, la madera y DW-TA-Fe3+ se colocaron en agua durante 15 días bajo la luz solar natural, respectivamente. Como se muestra en la Fig. 6c, e, se observaron manchas obvias de moho en la superficie de la madera, y el DW-TA-Fe3+ no tiene manchas obvias de moho, lo que revela que la madera estaba infectada por hongos en un estado húmedo. El SEM se utilizó para seguir observando la morfología de la superficie de la madera y DW-TA-Fe3+. Como se muestra en la Fig. 6d, f, muchos micelios estaban cubiertos en los canales de la madera. En comparación con los de la madera, la superficie y el interior de DW-TA-Fe3+ no mostraron agregación aparente de micelios, lo que indica una gran resistencia al moho. El análisis de resultados de la superficie DW-TA-Fe3+ después de flotar durante 30 días bajo la luz solar natural también confirmó este resultado (Fig. 12 complementaria). El tratamiento con sulfito alcalino impartió resistencia al moho a la madera porque se eliminó parcialmente la hemicelulosa (un heteropolímero de monosacáridos y los nutrientes para el moho) de la madera en bruto. Además, el excelente efecto antibacteriano de los taninos también juega un papel en la prevención del mildiu69,70. Los resultados mostraron que el evaporador de cono de madera 3D tenía una estabilidad satisfactoria.

a Concentraciones de iones de Na+, Mg2+, K+ y Ca2+ de agua de mar y agua desalada. b Rendimiento del ciclo del DW-TA-Fe3+. c, d La morfología de la superficie de la madera después de flotar 15 días bajo la luz solar natural. e, f La morfología de la superficie DW-TA-Fe3+ después de flotar 15 días bajo la luz solar natural.

El rendimiento de evaporación de agua de DW-TA-Fe3+ bajo luz solar natural se midió en un dispositivo de destilación solar de fabricación propia. La Figura 7a muestra el proceso de recolección de agua dulce durante los experimentos al aire libre (8:00–16:00). Bajo la luz solar natural, se produjo vapor a partir de la superficie DW-TA-Fe3+. Luego, el agua dulce se condensó en la pared interior de la cúpula de vidrio y finalmente se vertió desde el conducto lateral. Después de 8 h de evaporación, se recogieron ~9 ml de agua dulce del conducto lateral y la tasa de evaporación correspondiente alcanzó 1,59 kg m-2 h-1 (Fig. 7b). El DW-TA-Fe3+ mostró un efecto de evaporación debilitado en comparación con las condiciones de prueba de laboratorio porque la iluminación solar natural fue inferior a la intensidad solar simulada por el experimento. (1kW m−2). Se calculó que el costo de un DW-TA-Fe3+ era de $ 0,12 (Tabla complementaria 3). La comparación de los componentes, el rendimiento y el costo de los materiales entre este estudio y otras investigaciones se muestra en la Tabla complementaria 4. El resultado indicó que DW-TA-Fe3+ era un evaporador eficiente y práctico. Mientras tanto, el consumo diario de agua de un adulto (2-3 L) puede ser producido por un dispositivo de 1 m2 (3,18 kg) después de 2 h bajo un promedio de alrededor de 0,66 kW m−2 de luz solar natural.

a El experimento al aire libre para la evaporación del agua. b 8:00 a 16:00 con temperatura ambiente variable, humedad del aire e intensidad solar.

En resumen, inspirados en la transpiración natural de las plantas, desarrollamos un evaporador fototérmico cónico de madera de alta eficiencia mediante modificación química y diseño de la estructura del dispositivo. La eficiencia de evaporación del dispositivo alcanzó 1,79 kg m-2 h-1 bajo una sola luz solar. Además, el tratamiento con sulfito alcalino y la carga de complejos de taninos ayudaron a mejorar el rendimiento de la evaporación durante la resistencia al moho, lo que permitió que el dispositivo lograra una bioestabilidad satisfactoria después de la inmersión en agua durante hasta a 30 días. El DW-TA-Fe3+ mostró las características de bajo costo, fácil preparación y verde, lo que brinda una nueva idea para la generación de energía solar de alta eficiencia.

El ácido tánico (TA) y el hidrato de sulfato de hierro (Fe2S3O12·xH2O) fueron proporcionados por Macklin y se utilizaron para la construcción de materiales absorbentes de luz. La chapa de álamo como sustrato se utilizó para la fabricación de madera fototérmica. Sinopharm Chemical ofreció sulfito de sodio (Na2SO3) e hidróxido de sodio (NaOH) y los utilizó para eliminar la lignina de la madera. Se utilizó agua desionizada durante todo el experimento.

Las chapas de madera con un tamaño de 90 mm × 90 mm × 0,55 mm (tangencial × longitudinal × radial) se sumergieron en una solución mixta de NaOH 2,5 M y Na2SO3 0,4 M (7 h, 100 °C) y luego se sumergieron en agua hirviendo. varias veces para eliminar los productos químicos a fin de obtener la madera deslignificada (DW)71.

Primero, se sumergió DW en una solución acuosa de TA (4 % p/v) durante 12 h a temperatura ambiente para preparar DW-TA. Después de eso, el DW-TA obtenido se sumergió en una solución acuosa de Fe2S3O12·xH2O al 4 % p/v a temperatura ambiente durante 2 h para realizar la reacción de complejación de TA y Fe3+ en la superficie del DW. Posteriormente, DW-TA-Fe3+ se cortó en un círculo con un diámetro de 42 mm y se enrolló en un cono. Finalmente, se fijó el cono mediante un molde para preparar un evaporador de cono de madera 3D.

La microtopografía de madera, DW y DW-TA-Fe3+ fue investigada por SEM (TM3030, Hitachi, Japón). La distribución de elementos superficiales de DW-TA-Fe3+ se midió mediante el sistema de mapeo SEM-EDS (SU8010, Hitachi, Japón). Los grupos funcionales químicos superficiales, las composiciones y la valencia unida se analizaron mediante FTIR (IR-Prestige 21, Shimadzu, Japón) XPS (Thermo Scientific K-Alpha, Thermo Fisher Scientific, Alemania). La composición de la madera se determinó por lavado paradigma (estándar GB/T20805–2006 y GB/T20806–2006). Las características de absorción de la luz solar de la madera y DW-TA-Fe3+ se detectaron utilizando un UV-vis-NIR (UV 3600Plus, Shimazu, Japón) en el rango de 200 a 2500 nm. La hidrofilia se evaluó mediante el sistema de ángulo de contacto OCA100 (Dataphysics, Alemania). La concentración de iones metálicos en el agua recogida se evaluó mediante un espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente ICP-MS (Agilent 720ES, Shimazu, Japón).

El evaporador de cono 3D se fijó mediante un anillo de espuma de algodón perlado con un diámetro de 30 mm en la superficie del agua en el contenedor. El rendimiento de la evaporación solar del agua se probó utilizando un simulador solar (CEL-HXF300H5, China) con un espectro solar estándar (AM 1,5 G). Se utilizó la balanza electrónica (FA200, China) con una precisión de 0,1 mg para registrar los cambios de masa. La temperatura superficial del evaporador se midió con una cámara infrarroja (DS-2TPH10-3AUF).

Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (32001257 y 31971739).

Facultad de Química e Ingeniería de Materiales, Universidad Zhejiang A&F, Hangzhou, 311300, PR China

Meihua Xie, Ping Zhang, Yizhong Cao, Yutao Yan, Zhe Wang y Chunde Jin

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MX realizó los experimentos y escribió el artículo. PZ asistido en los experimentos, analizar y discutir los resultados. YC, YY, CJ y ZW propusieron temas de investigación y Escritura—revisión y edición.

Correspondencia a Zhe Wang o Chunde Jin.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Xie, M., Zhang, P., Cao, Y. et al. Un evaporador de cono de madera antifúngico tridimensional para la generación de vapor solar altamente eficiente. npj Agua Limpia 6, 12 (2023). https://doi.org/10.1038/s41545-023-00231-3

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Recibido: 13 Septiembre 2022

Aceptado: 10 febrero 2023

Publicado: 20 febrero 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41545-023-00231-3

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