IT之家 9 月 19 日消息，加拿大研究人員開(kāi)發(fā)出一種海水淡化裝置，可利用陽(yáng)光高效蒸發(fā)水分提取淡水，并在夜間自動(dòng)吸水沖洗鹽分，避免鹽分沉積導(dǎo)致效率降低，為緩解全球水資源短缺問(wèn)題提供了新的解決方案。相關(guān)論文已發(fā)表在英國(guó)《自然?通訊》雜志上。
據(jù)聯(lián)合國(guó)《2024 年世界水發(fā)展報(bào)告》顯示，全球約有 22 億人無(wú)法獲得清潔飲用水。隨著人口增長(zhǎng)和全球用水量的增加，水資源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，因此海水淡化技術(shù)對(duì)于許多沿海國(guó)家和島嶼國(guó)家來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
據(jù)IT之家了解，傳統(tǒng)的海水淡化系統(tǒng)通常采用膜法，通過(guò)將海水泵入膜中分離鹽分。這種方法能耗較高，并且鹽分容易在設(shè)備表面堆積，阻礙水流并降低效率，因此需要頻繁維護(hù)且無(wú)法連續(xù)運(yùn)行。
為了解決這些問(wèn)題，加拿大滑鐵盧大學(xué)的研究人員從自然界的水循環(huán)中汲取靈感，設(shè)計(jì)了一種類似于植物將水從根部輸送到葉子的裝置，該裝置能夠持續(xù)淡化海水而無(wú)需進(jìn)行大量維護(hù)。
“我們的靈感來(lái)自于觀察自然界如何維持自身平衡以及水在環(huán)境中蒸發(fā)和凝結(jié)的方式，”滑鐵盧大學(xué)化學(xué)工程系教授邁克爾?譚博士說(shuō)道，“我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠誘導(dǎo)水蒸發(fā)，將其輸送到表面，并在一個(gè)封閉的循環(huán)中凝結(jié)，有效防止鹽分堆積，從而提高設(shè)備的效率?！?/p>
該裝置還采用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)⒓s 93% 的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為能量，比目前的海水淡化系統(tǒng)效率高出五倍。此外，其每平方米可以生產(chǎn)約 20 升淡水，這與世界衛(wèi)生組織建議的每人每天基本飲用和衛(wèi)生所需的淡水量相同。
研究團(tuán)隊(duì)使用涂有導(dǎo)電聚合物和熱響應(yīng)花粉顆粒的鎳泡沫制成了該裝置。這種材料能夠吸收整個(gè)太陽(yáng)輻射光譜中的陽(yáng)光，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。薄層鹽水在聚合物上被加熱并向上輸送，類似于水在植物的毛細(xì)管中自然流動(dòng)。隨著水的蒸發(fā)，剩余的鹽分移動(dòng)到裝置的底層，就像游泳池中的反沖洗系統(tǒng)一樣，防止?jié)撛诘乃氯⒋_保系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。
未來(lái)，滑鐵盧大學(xué)的研究人員計(jì)劃建造一個(gè)可以在海上部署的原型裝置，以更大規(guī)模地測(cè)試該技術(shù)。
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