节能装置利用太阳能将海水转化为淡水

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滑铁卢大学的研究人员设计了一种节能装置，该装置主要利用太阳驱动的蒸发过程从海水中生产饮用水。
由于人口快速增长和全球水消耗量增加导致水资源短缺，海水淡化对于许多沿海和岛屿国家来说至关重要。
根据联合国《2024 年世界水资源开发报告》，全球约有 22 亿人无法获得清洁水，迫切需要新技术来生产淡水。
目前的海水淡化系统是将海水泵入膜中，将盐从水中分离出来，但这一过程耗能巨大，而且盐通常会积聚在设备表面，阻碍水流并降低效率。因此，这些系统需要频繁维护，无法连续运行。
为了解决这个问题，滑铁卢大学的研究人员从自然界的水循环中汲取灵感，发明了一种可以模拟树木将水从根部输送到叶子的装置。这项新技术可以持续淡化海水，而无需进行大规模维护。这项研究发表在《自然通讯》上。
滑铁卢大学化学工程系教授迈克尔·谭博士说：“我们的灵感来自于观察大自然如何维持自身以及水在环境中蒸发和凝结的方式。”
“我们设计的系统使水蒸发，将其输送到表面，并在封闭的循环中凝结，有效地防止盐的积累，从而降低设备的效率。”
该设备还采用太阳能供电，可将约 93% 的太阳能转化为电能，比目前的海水淡化系统好五倍。它每平方米还可生产约 20 升淡水，相当于世界卫生组织建议的每人每天基本饮用和卫生所需的量。
该研究团队由博士生 Eva Wang 和 Weinan Zhao 组成，他们利用涂有导电聚合物和热敏花粉颗粒的泡沫镍制作了该装置。
这种材料吸收整个太阳辐射光谱中的阳光，将太阳能转化为热能。聚合物上的薄层盐水被加热并向上输送，类似于水自然地穿过树木毛细血管的方式。
随着水的蒸发，剩余的盐会移动到设备底层，就像游泳池中的反冲洗系统一样，这可以防止任何潜在的水堵塞并确保连续运行。
滑铁卢大学化学工程系教授李云宁博士使用太阳能测试仪测量该设备的集光特性，帮助研究团队为该项目产生太阳能。
李说：“这种新设备不仅高效，而且便于携带，非常适合淡水资源匮乏的偏远地区使用。这项技术为新出现的水危机提供了可持续的解决方案。”
展望未来，滑铁卢大学的研究人员计划建造一个可以在海上部署的设备原型，以更大规模地测试这项技术。
谭咏诗表示：“如果测试成功，该技术可以为沿海社区持续供应淡水，并推进联合国可持续发展目标 3、6、10 和 12。”