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HelioVap 的核心,是一套自主研发的太阳能蒸发平台,旨在把阳光转化为局域热量,用于高效的水蒸发。
我们的技术

把阳光变成淡水

HelioVap 的核心,是一套自主研发的太阳能蒸发平台,旨在把阳光转化为局域热量,用于高效的水蒸发。

概念图

我们的方法不是加热整个水体,而是把太阳能集中在蒸发真正发生的水与空气界面上。

我们的材料平台

以碳化硼为基础的平台

碳化硼(B₄C)基多孔材料,构成了 HelioVap 当前太阳能蒸发平台的核心。

技术流程
  1. 01捕获阳光
  2. 02局域加热
  3. 03持续供水
  4. 04盐分管理
  5. 05回收淡水
01

捕获阳光

宽光谱太阳能吸收

多孔吸光复合材料在整个太阳光谱范围内吸收能量,而非局限于窄带。它在许多吸收体会降解的含盐环境中同样保持稳定。

光热材料在直射阳光下的实拍。呈现表面质感与对光的吸收程度。概念图
02

局域加热

热量落在蒸发发生处

能量集中在一层薄薄的热区内,相变就在其中发生。多孔结构在蒸发的同时,把源水导回这一薄层。

阳光冷凝罩光热层盐分留在下方淡水输出源水
03

回收淡水

从水蒸气到可用淡水

水蒸气接触较冷的透明表面并冷凝。冷凝水被引离源水。缩小蒸发量与实际收集量之间的差距,是当前的工程重点。

透明原型结构上的冷凝水珠。真实硬件,近距离拍摄。

材料必须做到的事

四项要求,同时成立。

单看任何一项都不算难,工程上的难处在于用同一个结构同时满足四项,因为改善其中一项往往要以另一项为代价。

  1. 01

    广谱吸收

    阳光跨越很宽的光谱到达。只对窄带调谐的吸收体会丢弃其中大部分,因此复合材料必须从紫外一直到近红外都能吸收能量,而不是只吸收某个偏好波长。

  2. 02

    把热留在表面

    扩散进水体的能量,加热的是并未蒸发的那部分水。结构必须把温度梯度限制在界面处的薄层内,并与下方的水体隔开。

  3. 03

    持续为表面供水

    表面一旦干涸,蒸发就停止。孔隙必须以不低于水分离开的速度把水向上输运,同时不能变成把热量带回水体的通道。

  4. 04

    耐受盐分

    每蒸发一升水,溶解固体都会留下。表面要么把盐排回源水,要么容忍在其上析出的结晶,而且要以月计而非以一个下午计。

这个数字是怎么测的

单一数字能说明什么,不能说明什么。

2.8 kg·m⁻²·h⁻¹ 是一次失重测量。样品置于太阳模拟器下以一个太阳照射,称量其随时间失去的水量。它描述的是材料,在实验室条件下,于蒸发表面上的表现。

它不是系统产出。它没有说明这些蒸汽有多少抵达冷凝面、有多少回流到源水中,也没有说明一个模块在冬季阴天的下午能产出多少。

我们公布它,是因为这是我们实测到的数字,并且我们如实说明它是什么。已发表文献中出现高于平面理论上限的速率时,科学基础页面列出了可以解释这一现象的机制。

实验室蒸发速率
28L·m⁻²·day⁻¹

模拟 1 sun 光照条件下

实验室蒸发性能。系统层面的淡水回收量,取决于系统设计、运行条件、冷凝与集水效率。

实测值是蒸发表面上的 2.8 kg·m⁻²·h⁻¹。日产数值由该速率乘以十小时光照得出,并非对整日的实际测量。

尚未解决

摆在面前的问题。

  1. 收集效率

    蒸发量与收集量之间的差距,是系统中最大的单项损失。缩小它是当前的工程重点,在此之前任何产水数字都没有意义。

  2. 长时间的盐行为

    短期测试几乎说明不了一个表面在一个季节之后会是什么样子。长时间盐水暴露才是关键测试,而它也是最耗时的一项。

  3. 户外与实验室的差别

    风、湿度与环境温度会在两个方向上显著改变户外表现。受控的室内数字是起点,不是预测。