PFI-TT: Light Driven Evaporation System for Desalination

PFI-TT:用于海水淡化的光驱动蒸发系统

基本信息

  • 批准号:
    1941227
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-03-01 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation - Technology Translation (PFI-TT) project will deploy a nanotechnology-based device to deliver fresh water, employing renewable energy and directed toward applications in sectors such as individual use, small-scale household, municipality, or industrial use. The initial application will be developed for small municipalities and individuals in high-mineral-content aquifer-supplied regions, with subsequent translation to include brine management for desalination plants and fresh water recovery for saltwater disposal companies. Our community will include teachers from the highly diverse and majority disadvantaged Houston Independent School District (86% minority enrollment) in a Research Experience for Teachers (RET) program and an undergraduate student from Houston Community College, a school with a majority Hispanic and African-American student body. The proposed project addresses the critical need for compact, innovative technologies that create safe drinking water from water over a range of salinities, which do not require large-scale infrastructure, but can be deployed even in remote, needy areas. Our objective is to design and build a compact prototype system to achieve the benchmark goal of 1 gal/min clean water production. The core technology combines small-scale optical elements, an optimized thermal oscillator-driven energy recovery, and the use of efficient light-absorbing nanoparticles that generate heat and locally vaporize water. This project will combine advanced theoretical models and numerical multiphysics techniques, already tested quantitatively against experimental pilot studies, to guide the fabrication of optimized desalination units.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新合作伙伴关系 - 技术转化 (PFI-TT) 项目的更广泛影响/商业潜力将部署基于纳米技术的设备来提供淡水,采用可再生能源,并针对个人使用、小规模家庭等领域的应用、市政或工业用途。 最初的应用程序将为高矿物质含量含水层供应地区的小城市和个人开发,随后转化为包括海水淡化厂的盐水管理和盐水处理公司的淡水回收。 我们的社区将包括来自高度多元化和大多数弱势群体的休斯敦独立学区(86% 少数族裔入学)的教师研究经验 (RET) 计划的教师,以及来自休斯敦社区学院的本科生,休斯敦社区学院是一所以西班牙裔和非洲裔为主的学校 -美国学生团体。 拟议的项目满足了对紧凑型创新技术的迫切需求,这些技术可以从各种盐度的水中产生安全的饮用水,不需要大规模的基础设施,但甚至可以部署在偏远、贫困的地区。 我们的目标是设计和构建一个紧凑的原型系统,以实现 1 加仑/分钟清洁水生产的基准目标。 核心技术结合了小型光学元件、优化的热振荡器驱动的能量回收,以及使用高效的吸光纳米颗粒来产生热量并局部蒸发水。 该项目将结合先进的理论模型和数值多物理技术,并已通过实验性试点研究进行定量测试,以指导优化海水淡化装置的制造。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和技术进行评估,被认为值得支持。更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Solar steam generation on scalable ultrathin thermoplasmonic TiN nanocavity arrays
可扩展超薄热等离子 TiN 纳米腔阵列上的太阳能蒸汽产生
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2021.105828
  • 发表时间:
    2021-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    L. Mascaretti;A. Schirato;R. Zbořil;Š. Kment;P. Schmuki;A. Alabastri;A. Naldoni
  • 通讯作者:
    A. Naldoni
Utilizing the broad electromagnetic spectrum and unique nanoscale properties for chemical-free water treatment
利用广泛的电磁频谱和独特的纳米级特性进行无化学水处理
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Westerhoff, Paul;Alvarez, Pedro JJ;Kim, Jaehong;Li, Qilin;Alabastri, Alessandro;Halas, Naomi J;Villagran, Dino;Zimmerman, Julie;Wong, Michael S
  • 通讯作者:
    Wong, Michael S
A 3D Plasmonic Antenna-Reactor for Nanoscale Thermal Hotspots and Gradients
用于纳米级热热点和梯度的 3D 等离子体天线反应器
  • DOI:
    10.1021/acsnano.1c01046
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Dongare, Pratiksha D.;Zhao, Yage;Renard, David;Yang, Jian;Neumann, Oara;Metz, Jordin;Yuan, Lin;Alabastri, Alessandro;Nordlander, Peter;Halas, Naomi J.
  • 通讯作者:
    Halas, Naomi J.
Flow-Driven Resonant Energy Systems
流动驱动谐振能量系统
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.14.034045
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Alabastri; Alessandro
  • 通讯作者:
    Alessandro
Challenges in Plasmonic Catalysis
等离子催化的挑战
  • DOI:
    10.1021/acsnano.0c08773
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Cortés, Emiliano;Besteiro, Lucas V.;Alabastri, Alessandro;Baldi, Andrea;Tagliabue, Giulia;Demetriadou, Angela;Narang, Prineha
  • 通讯作者:
    Narang, Prineha
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Theory of hot electrons: general discussion
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  • 通讯作者:
    Chao Zhan

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