仅 4 美元成本的太阳能海水淡化系统生产的饮用水能满足一个家庭的日常用水
海水淡化正在被探索作为解决困扰世界大部分地区的饮用水短缺的一种方法,但它有一些问题需要解决。太阳能海水淡化装置的新设计可防止盐的积聚,从而形成一个高效且经济实惠的系统。一个可以提供家庭日常饮用水的设备,只需价值 4 美元的材料就足够了。
一种新型海水淡化系统的两个测试装置/麻省理工学院
结垢是海水淡化系统的主要问题之一。随着盐分和其他杂质从水中被过滤掉,这些物质往往会堆积在设备的膜或其他表面上,需要定期清洁部件,或者更糟的是,更换部件。芯吸材料是最常被污染的部件之一,因此对于新项目,麻省理工学院和上海交通大学的科学家着手设计一种无芯吸太阳能海水淡化装置。
该系统旨在漂浮在咸水体的表面,由几层组成。具有 2.5 毫米穿孔的材料从下面的水库中吸水,在顶部形成一层薄薄的水。在吸收阳光热量的深色材料的帮助下,这层薄薄的水被加热直到蒸发,然后它可以凝结在倾斜的表面上,作为纯净水收集。
盐留在剩余的水中,但这是团队的新想法发挥作用的地方。穿孔材料中的孔大小恰到好处,可以发生自然对流循环。材料上方较温暖的水——现在盐的密度要高得多——被拉回下方较冷的水体中。一层新的水被吸引到材料的顶部,循环再次开始。
说明新海水淡化系统如何工作的图表/麻省理工学院
在测试设备中,该团队表示,即使起始水中的盐浓度高达 20%(按重量计),这种技术也可以将太阳能转化为水蒸气的效率达到 80% 以上。运行一周后,设备中未检测到盐晶体。
重要的是,该系统由日常材料制成,因此它应该具有可扩展性且价格低廉。该团队计算出,一个收集面积仅为 1 平方米(10.8 平方英尺)的系统可以为家庭的日常需求提供足够的饮用水,而建造它的材料只需花费约 4 美元。
该团队表示,经过进一步改进,这种海水淡化设计可以帮助将饮用水带到偏远或发展中地区,并用作临时设施,以在常规供应中断后提供救灾。
该研究发表在《自然通讯》杂志上。