Podrobno

The potential of waste heat utilization in solar multistage membrane distillation : an alternative to PV + RO systems?
ID Poredoš, Primož (Avtor), ID Gao, Jintong (Avtor), ID Ali, Abdallah Yousef Mohammed (Avtor), ID Shan, He (Avtor), ID Xu, Zhenyuan (Avtor), ID Zavrl, Eva (Avtor), ID Žižak, Tej (Avtor), ID Trajkovski, Dejan (Avtor), ID Arkar, Ciril (Avtor), ID Wang, Ruzhu (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (5,82 MB)
MD5: 4E49859B8B533ECEAFA4D2B6C1065E05
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890425005011?via%3Dihub Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Solar membrane distillation (MD) is an emerging technology for addressing water scarcity in arid regions with access to terrestrial water bodies. Recent studies highlight that vaporization enthalpy recycling enhances both distillate flux and solar-to-water efficiency. However, due to high material costs, scaling beyond 10 stages under one-sun solar illumination becomes economically unfeasible. A novel waste heat utilization concept for continuous freshwater production is introduced, supported by a generalized Python-based mathematical model and COMSOL Multiphysics simulations that consider simultaneous heat and moisture transfer. The findings highlight the potential of low-grade waste heat to enhance the efficiency of MD processes. With a solar-to-waste heat ratio of 0.4, a 9-stage MD system can match PV + RO water production per exergy use (36.2 L kWh▫$^{-1}$▫), while even a 3-stage MD system operating solely on waste heat surpasses PV + RO performance. This highlights the importance of cross-sectoral integration, where polygeneration, water, and electricity production play a key role. Techno-economic analysis indicates that such a system in Spain could achieve a 6-year payback period, reinforcing its potential as a competitive alternative to PV + RO for freshwater production. This work contributes to UN Sustainable Development Goals 6 and 7 (SDG-6, SDG-7), promoting clean water, sanitation, and sustainable energy solutions.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:membranska destilacija, solarna energija, fototermalni materiali, management voda, energetska učinkovitost, matematični model, prenos toplote in snovi, COMSOL Multiphysics simulacije
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:18 str.
Številčenje:Vol. 341, art. 119977
PID:20.500.12556/RUL-170833 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:621
ISSN pri članku:1879-2227
DOI:10.1016/j.enconman.2025.119977 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:242895619 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:17.07.2025
Število ogledov:272
Število prenosov:33
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Energy conversion and management
Založnik:Elsevier
ISSN:1879-2227
COBISS.SI-ID:23208709 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:membrane distillation, solar energy, photothermal materials, water management, energy efficiency, mathematical model, heat and mass transfer, COMSOL Multiphysics simulations

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-50222
Naslov:Novi pristopi h kontinuirnemu pridobivanju atmosferske vode s hidrogeli na osnovi izmenjave sevalne energije z vesoljem in koriščenja odpadne toplote

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:L7-4495
Naslov:Zelene stene za trajnostne stavbe in mesta prihodnosti

Financer:EC - European Commission
Številka projekta:945380
Naslov:EUTOPIA-Science and Innovation Fellowships
Akronim:EUTOPIA-SIF

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0223
Naslov:Prenos toplote in snovi

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Nation Natural Science Foundation of China
Številka projekta:52150410421
Naslov:Research Fund for International Young Scientists

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Nation Natural Science Foundation of China
Številka projekta:52376200
Naslov:/

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj