Gerador Solar a Vapor dessaliniza água em Impresso de Floresta em 3D

Gerador solar dessalinizador

Com a crescente escassez de água doce global, pesquisadores em Singapura estão apostando nos geradores solares de vapor (SSGs) como uma solução inovadora para dessalinização de água do mar. Embora eficaz, a dessalinização tradicional é cara e consome muita energia. A abordagem renovável dos SSGs imita o ciclo natural da água, utilizando a energia solar para evaporar e isolar a água. Porém, um desafio dessa tecnologia é a necessidade de criar superfícies complexas para aumentar a eficiência da evaporação.

Para superar essa limitação, a equipe se inspirou no design das árvores e utilizou a impressão 3D. Conforme publicado na revista Applied Physics Reviews, os pesquisadores desenvolveram uma tecnologia avançada para fabricar SSGs eficientes e um método inovador para imprimir nanocompósitos funcionais para fusão multi-jato (MJF).

“Nossos SSGs têm um desempenho fototérmico excepcional e propriedades autolimpantes”, explica Kun Zhou, professor de engenharia mecânica na Universidade Tecnológica de Nanyang. “A estrutura porosa semelhante a uma árvore melhora significativamente as taxas de evaporação da água e garante operação contínua ao evitar o acúmulo de sal, mantendo um desempenho estável mesmo após longos períodos de teste.”

Estrutura do Dessalinizador

A tecnologia baseia-se na conversão de energia solar em energia térmica. Os SSGs absorvem a energia do sol, convertem-na em calor e evaporam a água. A estrutura porosa facilita a autolimpeza, removendo o sal acumulado e garantindo um desempenho consistente na dessalinização. Veja o vídeo

“Com o uso de um agente de fusão fototérmica eficaz, a tecnologia de impressão MJF pode criar rapidamente peças com designs complexos”, destaca Zhou. “Para melhorar a eficiência da conversão fototérmica dos agentes de fusão e das peças impressas, desenvolvemos um novo tipo de agente de fusão derivado de estruturas metalorgânicas.”

Inspirados pela transpiração das plantas, os SSGs são compostos por microestruturas em forma de árvore, formando uma floresta eficiente na distribuição de calor.

“O design bioinspirado aumenta a área de superfície do SSG”, diz Zhou. “Essa forma de árvore melhora o transporte de água e aumenta a eficiência da evaporação.”

Surpreendentemente, a taxa de evaporação da água foi alta tanto em ambientes simulados quanto em testes de campo. A água dessalinizada atingiu consistentemente os padrões de potabilidade, mesmo após testes prolongados.

“Isso demonstra a praticidade e a eficiência da nossa abordagem”, afirma Zhou. “E pode ser rapidamente e facilmente produzida em massa usando impressoras comerciais MJF.”

O trabalho da equipe tem um potencial significativo para resolver a escassez de água doce.

“Nossos SSGs podem ser utilizados em regiões com acesso limitado a água doce, proporcionando uma solução de dessalinização sustentável e eficiente”, conclui Zhou. “Além da dessalinização, a tecnologia pode ser adaptada para outras aplicações que requerem conversão eficiente de energia solar e purificação de água.”