工业之美｜撑起这把“太阳伞”，工业蒸发池的蒸发速率可提升一倍

在中国，或是玻利维亚、阿根廷和智利的“锂三角”地区，活性金属的提取需用到大量工业蒸发池，占地面积可达数英亩。

蒸发池是处理各种行业污染废水的廉价方法，涉及电厂、海水淡化厂以及石油、天然气和锂行业等。

它们利用阳光自然蒸发，将大量废水减少为体积更小的固体废物，常见于中国、澳大利亚、欧洲、中东和美国一些气候干旱或半干旱地区。

但蒸发池对自然环境有直接影响。鸟类和其它野生动物常将蒸发池误认为是自然湿地，误入其中造成危险。

斯洛文尼亚塞科夫耶的蒸发池。图片来源：Depositphotos

1月6日，据伯克利实验室（Berkeley Lab）消息，该实验室的研究人员发明了一种“太阳伞”，不仅不会遮挡阳光，反而会集中太阳光热量，使工业蒸发池的蒸发率能大幅提高。

伯克利实验室能源部副主任拉维·普拉希尔（Ravi Prasher）表示，提高工业池的蒸发率，能从根本上减少蒸发池所需的土地数量，减少对环境的影响。

伯克利实验室的“太阳伞”，是一种光热平板装置。该平板一面能选择性地吸收太阳能，另一面可以集中释放太阳光中的中红外波段能量。

它们建造水面上方一英尺处，将入射的太阳光从400到1500纳米的波长，转换为3000纳米或更长的波长。

传统蒸发池中，入射的阳光被全部吸收，整体水温得以升高，进行蒸发。加盖伯克利实验室研发的“太阳伞”后，摄入水中的阳光可转换成中红外波段辐射，只会加热水面，深度100微米左右，从而增强蒸发率。

伯克利实验室博士研究员阿肯沙·梅农（Akanksha Menon）解释称：“我们发现，水在中红外波段的照射下，有很强的吸收能力，把所有的热量保留在一个非常薄的层里。”

传统蒸发池和架设“太阳伞”蒸发池的对比。图片来源：伯克利实验室

通过饱和食盐溶液模拟实验，伯克利实验室的研究人员发现，加了“太阳伞”的蒸发池，蒸发率比普通蒸发池高出一倍。他们认为，通过优化热设计，蒸发池的蒸发率可增加至160%。

这并不是科学家利用太阳能改善蒸发池的首次尝试。为了最大限度加大工业池的表面蒸发能力，科学家们曾提议在蒸发池表面覆盖像黑色海绵一样的漂浮物，吸收阳光，集中热量。

但梅农表示，使用这一方法的缺点是，随着时间推移，污染物会附着在漂浮物的表面，这不仅不能增强太阳光的吸收，还会反射太阳光，使漂浮物吸热的性能急剧下降。

在蒸发池表面架设“太阳伞”，则可以避免出现类似的问题。

伯克利实验室研究人员指出，这种“太阳伞”也可在海水淡化厂发挥作用。该研究团队正考虑用聚合物或其它材料来制造这一设备，以进一步降低生产成本。