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(科技)中國科學家研製高效便攜太陽能海水淡化技術

2016-11-22 18:12:00  来源:新華社 【返回列表】

新華社華盛頓11月21日電(記者林小春)中國研究人員21日在美國《國家科學院學報》上報告了一種高效、便攜的太陽能海水淡化技術,能以高達80%的能源轉換效率把海水轉化成高品質的飲用水。
負責研究的南京大學現代工程與應用科學學院教授朱嘉告訴新華社記者,太陽能海水淡化利用光蒸餾原理,無需其他能量即可產生淡水,因此為理想的海水淡化方案,但由於能量轉換效率較低,一直無法大規模應用。
為此,朱嘉課題組提出一種新思路,它有兩大創新之處:一是利用石墨烯製成可折疊而且輕便的薄膜,用來吸收太陽能蒸餾海水,大大增加了便攜性;二是讓石墨烯吸收體與海水分隔開,降低熱導損耗。
朱嘉說,在過去絕大部分工作中,吸收體與水直接接觸,造成能量通過水本身的導熱而耗散掉,所以需要光學聚焦、隔熱等手段維持熱平衡。他們的工作設計了一個特殊的二維水通道,不讓吸收體與海水直接接觸,所以不需外界輔助,就能實現高效轉換。
具體來說,他們設計了圓柱體形狀的一個熱絕緣體,由泡沫聚苯乙烯製成,熱絕緣體外層涂以織維素涂層構成特殊水通道,圓柱體頂部覆蓋著石墨烯薄膜。工作時,織維素通過毛細作用從下部水池吸水,供給上方薄膜加熱成蒸汽,進而收集淡水。
朱嘉說,之前光到蒸汽的能量轉換效率在同等條件下一般為60%左右,而他們的裝置可達到80%,轉化後水質經初步檢驗超過世界衛生組織等國際通用標準。加上薄膜可折疊且輕便,製造成本較低,所以“應用範圍大大提高”。當然,這個裝置長期工作的穩定性還需要時間以及在不同應用場景下進行檢驗。
談及這項工作的意義,朱嘉說,水資源短缺是世界性難題,同時還和能源、環境問題緊密相連。水資源短缺的地方,往往又是很多特殊地點(沙漠、海島)、貧困欠發達地區或遭受自然災害的地方,綠色、便攜、高效的水處理技術往往是這類地區所急需的,“讓太陽能海水淡化的效率更高,同時降低成本,提高它的適用範圍,或許可以為解決這一難題補充一個不同的方法和思路”。(完)