A Novel Solar Thermal Desalination System Operating with Recycled Aluminium Soda Cans in the Form of Dispersed Nanoparticles

The anticipated outcomes of the project can be summarized as following: • Al-based nanoparticles of different elemental content for suspension production with data on their elemental content and morphology. • Experimental data on the thermophysical properties and physical stability of the as-produced suspensions. • Data on the level of desalination enhancement that each type and concentration of feedstock causes to the solar still system. • Recommendation on the optimum feedstock source and concentration for improving the desalination process.

تعد تحلية المياه من المجالات البحث ذات الأولوية في الكويت لزيادة الطلب على المياه والاعتماد على الوقود الأحفوري في التحلية ونظرًا لأنه المصدر الرئيسي لاقتصاد البلاد فإن إيجاد بدائل للتحلية سيساعد في تقليل استنفاده. تحلية المياه بالطاقة الشمسية إحدى تلك البدائل ولكن التحدي هو أن الماء المراد تحليته يعد من المواد منخفضة الجذب الاشعاعي بالمقارنة مع المواد الصلبة. لذلك، فإن تشتيت المواد النانوية سيساعد في تحسين معدل أداء تلك الانظمة. كما ويتوفر الألمنيوم بكثرة في شكل نفايات صلبة وله موصلية حرارية عالية وقدرة على امتصاص الاشعة الشمسية. لذلك، فإن إعادة تدوير علب المشروبات الغازية المكونة من مادة الالومينيوم إلى جزيئات نانوية ثم تشتيتها بمياه البحر في نظام الطاقة الشمسية سيكون نهجًا صديقًا للبيئة كما وسيعمل على تحسين أداء تلك الانظمة. كما وان الطلاء على العلب يحتوي على مواد غير عضوي مختلف والتي يعتمد مكوناتها على الشركة المصنعة. لذلك، فإن جسيماتها النانوية ستؤدي إلى إنتاج معلقات ذات خواص فيزيائية حرارية مختلفة عن بعضها البعض. يهدف هذا المشروع إلى دراسة تأثير تشتيت الجسيمات النانوية المصنوعة من علب المشروبات الغازية المعاد تدويرها (مع طلائها و بدونه) على أداء تحلية المياه في نظام تحلية المياه بالطاقة الشمسية. سيتم تصنيع المواد النانوية من علب المشروبات الغازية المستهلكة لأربعة علامات تجارية ثم سيتم نشرها داخل عينات لمياه البحر لتحديد الخصائص الفيزيائية الحرارية والاستقرار الفيزيائي للمعلقات. بعد ذلك، سيتم استخدام تلك المواد النانووية في وحدة التقطير، ثم سيتم مراقبة أداء تحلية المياه لمدة شهر خلال الصيف. أخيرًا، سيتم إجراء مقارنة بين تأثير الجسيمات النانوية المختلفة على أداء التحلية. يتطلب هذا المشروع والذي سيتم التعامل معه من خلال 8 مهام على 30 شهرًا ليكتمل. تقدر الميزانية الإجمالية المطلوبة لتشغيل المشروع بمبلغ 127،162 دينار كويتي كما وتبلغ مصاريف القوى العاملة 102،270 دينار كويتي والتي سيتم تمويلها من قبل معهد الكويت للأبحاث العلمية، في حين سيتطلب من مؤسسة الكويت للتقدم العلمي تمويل النفقات التشغيلية للمشروع والتي تبغ 24،89

Water desalination is a prioritized research area in Kuwait, where escalating demands on pure water have increased reliance on fossil fuel for energy supply. Finding alternative methods for producing freshwater would help lower resource depletion. Solar still desalination systems can be used to produce water using solar irradiation. The challenge is that water has lower solar absorption than solids. Therefore, dispersing nanomaterial would improve desalination performance rate. Aluminium (Al) is available in solid waste form with high thermal conductivity and solar absorption capability. Recycling Al-based soda cans into nanoparticles, then dispersing them with seawater in a solar still system is an environmental-friendly approach to enhance desalination performance. However, commercially coated layer on cans has different non-organic content depending on the manufacturer. Their fabricated nanoparticles would result in producing suspensions of different thermophysical properties. This project is aimed at studying the effect of dispersing nanoparticles made of recycled Al soda cans (with and without their outer coating) on the desalination performance of solar still desalination system. Nanoparticles made of four brands of Al cans waste (coated and uncoated) will be synthesized, then dispersed at different concentrations with seawater to determine the thermophysical properties and physical stability of the suspension. Next, the as-prepared particles will be used in a solar still unit containing seawater, after which the desalination performance will be monitored for one month in summer. Finally, a comparison between the effect of different as-prepared Al-based nanoparticles and their concentrations on the desalination performance will be conducted. This project, which will be tackled through 8 tasks, will require 30 mon