Azom与来自Andrea Fratalocchi教授进行了交谈。KAUSTabouthis research on a previously unrecognized aspect of coal that could open the way to a new solar-driven carbon cycle that is environmentally friendly. Fratalocchi exploreshow compressed blocks of pulverized coal can be used as the foundation for solar-powered off-grid water purification.
您的设备有能力为面临经济水短缺的全球16亿人提供淡水。是什么激发了您的研究来创建这样的技术？
我的研究小组有兴趣研究新形式的清洁能源收集，包括传统的日晒系统（光伏，氢生产和碳阴性技术）和更近期的诸如太阳能脱盐等最新领域。在后者中，几年前，我们开发了一个等离子系统，该系统打破了当时的所有现有效率记录，我的小组正在寻找新材料来推进这项工作。亚博网站下载
我阅读了许多国家强烈认可的循环碳计划，并开始将煤炭的概念与淡化联系起来。然后，我们开始与我们的合作伙伴讨论这项研究（Pera Compleverity和Zurich大学），并最终提出了该系统。
尽管可再生能源的成本越来越小，但各国仍在继续增加其燃煤能力。您的研究旨在如何解决这个问题，以及它如何促进化石燃烧的减少 - CO的人为增加的最实质性原因2在气氛中？
我们的研究为可以解决气候变化的煤炭开辟了不同的经济，因为它在环境上清洁并保护化石价值链中的就业机会。
最近IRENA关于可再生发电成本的报告指出，煤炭发电的电力已经近十年了，自2014年以来，新的燃煤设施在较少的时间内运行。这一事实意味着政府开放了新的煤炭设施，以较低和较低的容量运行。
为了帮助减轻气候变化，我们需要解决社会可持续性因素。如果我们找到一种方法来建立新的清洁煤炭经济并沿着化石线适应工作，我们可以找到最终有助于实施变化的共同点。它可以使我们能够将煤炭资源重定向到清洁经济体。
对于可以通过将煤炭资源引导到增强水经济的每种GW的煤炭电力，可以清除超过1000吨的CO2从环境中每小时。它可以帮助解决化石产品的解决方案，这些解决方案可以实现清洁水，卫生和气候行动的可持续发展目标。
图片来源：小笑容/shutterstock.com
Could you give an overview of how your team used carbonized compressed coal and cotton fibers to achievesolar-powered off-grid water purification?
图片来源：Mazzone，V。等。（2021）通过高性能和低成本太阳能驱动的淡水生产清洁碳循环。先进的可持续系统。doi.org/10.1002/adsu.202100217.
上图很好地说明了过程。从煤（A）开始，您可以创建一个粉末（B），然后通过机械压缩，将结构优化为体积的三维吸收器（C）。然后，您钻孔（D），并添加棉纤维作为二级毛细管，以有效提取水。
The final structure looks like the one depicted in (d). This system is two to three times more efficient in terms of Kg of water created per hour and per sun and US dollar spent on raw materials than any other system currently available.
根据您的研究，该应用程序的价值比迄今为止提议的任何其他太阳能脱盐设备高两到三倍。该技术的其他好处是什么？
除了前面提到的好处外，该技术还解决了社会可持续性因素，即；它以非传统方式使用煤炭来沿着化石线创造就业机会，同时保持气候责任，从而实现清洁技术。
The manufacture of current solar materials is expensive and hinders industrial applications. How does your nature-based solution address the issues associated with cost while maintaining efficient performances?
煤炭本质上仍然非常丰富。目前，它是能源应用最便宜的材料之一。然而，传统上，煤炭一直被视为一种能源，主要是在这种意义上使用的。人们经常习惯于使用对象的特定方式，以至于他们使用某些方式使用对象，以至于他们很难探索替代路径。
这种“功能固定”抑制了需要非传统方式使用对象的思维，从而阻碍了解决挑战性问题的潜在替代途径。
相反，我和我的小组利用了复杂性理论。这些利用了源自不同的思维产生的创造力，这是开放的，涉及各种潜在的解决方案。为了解决一个复杂的问题，例如化石燃料对气候的有害影响，也许我们应该问自己是否可以在非传统背景下使用煤炭？
您的新颖方法如何改善当前的水脱盐过程，以帮助解决水短缺的紧迫危机？
This system allows a desalination rate per raw material cost evaluated at 1.39 kg/h/USD at one sun intensity. Many countries affected by water scarcity, including large coal producers such as India and China, have a large availability of sun resources.
在这项工作中提出的系统中，小规模的实施可以为四人一组提供服务，以每升0.002美元的价格生产淡水。这个数字已经与反渗透的平均水成本具有竞争力，以每升0.0015 $评估，而无需考虑大规模设施的实现成本。
The simplicity of the proposed system allows practical implementation almost everywhere and at minimal costs, especially in areas heavily affected by water shortage, which are usually poor, rural or isolated.
Aside from fulfilling drinking, cooking and agricultural needs, what other challenges could this energy-efficient water desalination method provide a solution for?
除了满足饮酒，烹饪和农业需求外，这项技术还可以说是人们获得卫生设施的机会 - 这是必需新鲜，清洁的理想选择。
在研究过程中，您是否遇到了任何挑战，如果是，您如何解决它们？
这项研究与Pera复杂性（Nederland的研发初创公司）和苏黎世大学合作。我们通过在团队中工作并利用我们每个人的想法来解决所有挑战。
一开始的主要挑战是优化煤基质以实现优化的性能。解决此问题的解决方案需要复杂的建模，实验分析和我们每个人的模拟。我们开发了用于图像分析和模式识别的创新算法，使自动数据分析能够在足够短的时间内遵守。
对环保和可再生技术的兴趣正在上升。可再生能源的未来对您来说是什么样的？
对我来说，可再生能源的未来高度依赖氢。我和我的小组正在从这个意义上进行深入研究。氢是理想的清洁能量矢量：它可以以零能量损失并按需使用的任何地方转移。它以极高的效率产生能量，并具有干净的燃烧，产生水，什么也没有。最终，它可以使能量的完整清洁周期无害副产品。
关于安德里亚教授Fratalocchi教授
Andrea Fratalocchi is an Associate Professor (from July 2016) in the Computer, Electrical and Mathematical Sciences and Engineering Division at KAUST University. He joined KAUST in January 2011 as Assistant Professor. Prior to joining KAUST, Andrea Fratalocchi was a Research Fellow of the Sapienza University of Rome under a KAUST Fellowship Award.
从2007年到2009年，Andrea Fratalocchi在Sapienza University的“年轻研究者”奖“ Enrico Fermi”的“年轻研究者”奖中担任博士后研究员。2012年，他被任命为自然科学报告的编辑。2017年，他获得了年度最佳电气工程师的中东海湾合作委员会奖。In 2019, he was elected Fellow of the Institute of Physics (IOP), Senior Member of the IEEE, and Fellow of the Optical Society of America (OSA):
用于使用复杂的光学系统的开创性创新，以及在清洁能源收获，生物成像和先进的光学材料中开发创意技术亚博网站下载
截至2019年3月，Andrea Fratalocchi撰写了170多种文章和五项专利。yabo214
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