Interface Engineering for Solar Thermal Distillation System

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05406
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: Kameya Yuki 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (50734422)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 放射冷却コンデンサ / エネルギー輸送界面設計 / パッシブ水輸送制御 / 分光エネルギー輸送制御 / 機能性マイクロ表面加工 / 親疎水ハイブリッドパターニング / 高分子膜コーティング

Outline of Final Research Achievements

Aiming to improve the performance of distillation systems using solar heat as an energy source, we addressed the control of interfacial phenomena at the condenser condensing and heat-dissipating surfaces where vapor condensation takes place. We established the fabrication processes of the proposed functional surfaces and demonstrated their functionalities, in terms of the passive drainage control of condensate through the formation of hydrophilic-hydrophobic hybrid surface patterns and the promotion of radiative cooling based on spectroscopic energy surface design. In addition, some basic studies on their peripheral technologies were carried out. Overall, we showed the potential of the radiative-cooling condenser for advanced solar distillation systems.

Free Research Field

エネルギー界面工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エネルギーと水資源の確保は地球規模での課題であり、水処理プロセスにおいて化石燃料の消費量低減と再生可能エネルギーの導入を促進することは、持続可能な水利用システム構築のために重要である。太陽熱利用の工学的な観点においては、高温場を形成するための集熱技術だけでなく、周囲環境への放熱を制御する技術を確立することで、新たな太陽熱利用システムに向けての展望が開ける。脱炭素社会の実現に近づくための多様なエネルギー利用技術の一つとして、今後さらなる発展が期待される。