成本低、效率高!科学家用全新太阳能海水淡化技术生产饮用水
原创
2021-04-29 15:19 星期四
财联社 黄君芝

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,近期已有科学家开发了一种低成本、高效率的技术,利用太阳能去除海水中的盐分,从而生产出安全的饮用水。

在美国物理联合会(American Institute of Physics,简称AIP)出版的最新一期科学期刊《AIP研究进展》(AIP Advances)中,大连海事大学的科学家报告他们已开发出一种以太阳能为动力的高效海水淡化装置。

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尽管地球上有大量的水,但大部分都是不可饮用的海水。淡水仅占总量的2.5%左右,因此世界上很多地方都面临着严重的水资源短缺,例如中东和非洲等地区急需成本低廉的海外淡化技术。

具体而言,这套新设备包括一个含钛层,由TiNO或氮化钛氧化物组成,能够吸收太阳能。TiNO被沉积在一种特殊的纸和泡沫上,使太阳能吸收器漂浮在海水上。当阳光照射到钛层时,它会迅速加热并使水汽化。通过将该装置放置在一个带有倾斜石英屋顶的透明容器中,可以冷凝并收集水蒸气,从而产生大量的淡水。

“在太阳能领域,TiNO是一种常见的商业太阳能吸收涂层,广泛用于太阳能热水系统和光伏装置中,”作者Chao Chang说,“它具有较高的太阳能吸收率和较低的热辐射率,可以有效地将太阳能转化为热能。”

研究人员开发了一种利用磁控溅射技术沉积TiNO层的方法。他们使用了一种特殊类型的高渗透性的纸,称为Airlaid纸,作为吸水材料从海水水库供水。Airlaid纸是由木质纤维制成的,通常用于一次性尿布。

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蒸发装置包括三个部分:顶部的TiNO层、热绝缘体,以及底部的Airlaid纸。隔热层是聚乙烯泡沫,它有许多充满空气的孔隙,可以捕获热量,使多层装置漂浮在海水水库的顶部,最大限度地减少对周围环境的热量损失。

研究人员表示,“用作TiNO太阳能吸收器基材的多孔气垫纸可以重复使用和回收30次以上。”

另一方面,TiNO表面的盐沉淀可能会影响效率,但研究人员发现,即使时间很长,表面也没有形成盐层。他们认为,这种纸垫的多孔性可以吸走可能在表面形成的盐分,使其回到了海水库中。

普通海水的盐度是每升超过75000毫克的盐。普通饮用水的盐度约为每升200毫克。海水淡化装置能够将海水的盐度降低到每升2毫克以下。不仅如此,这种海水淡化技术成本低、效率高、不结垢,这表明它有潜力帮助解决世界淡水短缺问题。

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