水处理

可在灾区使用的太阳能海水淡化系统成功开发

2020-02-12 13:16:17 闲话海洋

据外媒New Atlas报道,尽管地球表面超过70%的面积被水覆盖,但令人沮丧的是其中大多数是不可饮用的。海水淡化是一项重要的技术,可以帮助获得更多的饮用水,现在两个独立的团队已使用非常不同的机制开发了新型太阳能海水淡化系统。

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这两个新设计中的第一个来自麻省理工学院和上海交通大学的研究人员。该团队表示,多层系统的整体效率高达385%,每平方米太阳能收集面积可产生多达5.78升的净水,是类似系统产生量的两倍以上。

垂直排列的每一层在此过程中都发挥着重要作用。首先,有一个透明的绝缘层,可以使阳光直射到黑色的吸热层。依次将热量传递到几层芯吸材料上,芯吸材料从下方将水吸起。水从该层中蒸发出来并撞击另一个表面,在该表面凝结并滴落下来以进行收集。

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该团队表示,大部分效率来自于节约热量的方式。热量不会流失到环境中,而是依次传递到每个蒸发层。盐留在芯吸材料中,显然可以在夜间自然去除。当设备冷却时,盐分会向下扩散回海水中。

然而由巴斯大学,约翰内斯堡大学和印尼茂物农业大学的研究人员设计的第二个系统使用了非常不同的机制。该设备不是将水移动通过膜并留下盐,而是相反地将盐从水中分离出。使用离子系统可以实现这一壮举。分隔两个腔室的是一层薄的合成半透膜,该膜仅允许盐离子沿一个方向流动。这是因为该膜带负电,并与阴离子电阻器耦合,所以仅当施加电流时,盐的负离子才能通过。该电流不必太强,而可以来自太阳能。

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开启后,盐从一个腔室中抽出,并沉积在另一个腔室中。该团队说,与第一个系统将剩余的材料返回海中的方式不同,该盐可以收集起来用于其他用途。

这两个项目的研究人员都表示,这两种设计对小型水淡化非常有用,可能是在便携式装置中。这意味着它们可以部署在发展中国家或受灾地区,以在没有常规基础设施的情况下提供饮用水。

麻省理工学院的设计在《Energy and Environmental Science》期刊上发表的一篇论文中进行了描述。第二项研究发表在《Desalination》杂志上。


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