新技術使海水淡化效率更高

研究人員在利古里亞海進行的太陽能蒸餾器測試

據世界糧農組織估計，到2025年，全世界將近20億人可能沒有足夠的飲用水來滿足日常需求。那麼，海水淡化可能是解決這個問題的可能方法。然而，從海水中去除鹽分需要的能量是傳統淡水供應方式（即從河流或水井中抽水）的10至1000倍。

義大利都靈理工大學能源部的一組工程師在這個問題的啟發下設計了一個新的模型，通過有效地利用太陽能，進行可持續和低成本的方式淡化海水。與以往的解決方案相比，該技術實際上能夠使給定的太陽能的產水量翻一番，而且在不久的將來效率可能會進一步提高。相關研究發表在《自然—可持續性》雜誌上。

研究人員稱，這項技術的工作原理非常簡單：靈感來於植物通過毛細血管作用和蒸騰作用將水從根部輸送到葉子，而他們的漂浮裝置能夠使用低成本的多孔材料收集海水，從而避免使用昂貴而笨重的泵。

「收集到的海水被太陽能加熱，從而維持鹽和蒸發水的分離。這一過程可以通過在受污染的水和飲用水之間插入薄膜來避免它們的混合，類似於一些能夠在海洋環境中生存的植物，比如紅樹林。」研究人員解釋說。

傳統的海水淡化技術不僅需要昂貴的機械或電子元件（如泵和/或控制系統），還要有專門的技術人員進行安裝和維護，然而該團隊提出的海水淡化方法是基於自發過程發生的，不需要輔助機械和容器。因此，被稱為「被動」技術。所有的這些都使得該設備本質上便宜，易於安裝和維修。後一種特點在長期缺乏飲用水的沿海地區特別具有吸引力。

目前，與「主動」技術相比，它的能源效率很低。同樣，都靈理工大學的研究人員在創新方面也遇到了這個障礙。

「以往的研究主要集中在如何最大限度地吸收太陽能，而我們已經把注意力轉移到如何更有效地管理吸收的太陽能熱能。通過這種方式，我們的生產力達到了創紀錄的水平，每天每平方米暴露在陽光下的飲用水可達20升。性能提高的原因是在多個級聯蒸發過程中太陽能熱的『回收』，這符合『用更少的能量做更多的事情』的理念。」研究人員稱，基於這一過程的技術通常被稱為「多效應」，以證明這種策略對於「被動」海水淡化技術也非常有效。

經過兩年多的研發和在利古里亞海的直接測試，都靈理工大學的工程師們聲稱，這項技術非常適用於那些缺少飲用水的偏遠的沿海地區。

當然，該技術還特別適用於在緊急情況下提供安全、低成本的飲用水，例如在遭受洪水或海嘯襲擊的地區。未來，這項技術的進一步應用設想是用於食品生產的浮動園區。

此外，為了使原型更加耐用、可伸縮和多用途，研究人員正在尋找可能的企業合作夥伴。例如，該裝置的工程版本可用於過度開採地下水導致鹹水滲入淡水蓄水層的沿海地區，或可用於處理工業或採礦工廠污染的水。（來源：中國科學報 劉建文）

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