最新的海水淡化系統(tǒng)，結(jié)合了生物膜技術(shù)和將陽光轉(zhuǎn)換成熱的前沿納米技術(shù)，帶來海水淡化領(lǐng)域新的革命。
水資源缺乏一直以來都是全球關(guān)注的問題，而利用地球上大面積的海洋也是大家想要解決此問題的最直接的想法。從海水提取淡水，最古老的方法是蒸餾、鹽水煮沸、收集水蒸氣并讓其通過冷凝管獲得淡水。蒸餾已經(jīng)使用了幾個(gè)世紀(jì)，但它需要復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施，并且由于煮沸水和產(chǎn)生蒸汽都需消耗熱量，導(dǎo)致能源效率低下，使得運(yùn)行水蒸餾設(shè)備的一半以上的成本是能源。
海水淡化的新興技術(shù)是膜蒸餾，其中熱鹽水流入多孔膜的一側(cè)，冷淡水從另一側(cè)流出。水蒸汽從熱到冷的過程，鹽自然地被吸入膜中，并且由于海水不需要煮沸，所以能量需求小于傳統(tǒng)蒸餾的能量需求。但是，能量成本依然非常高，因?yàn)闊崴鋮s的過程中也伴隨著大量的能量流失。
據(jù)萊斯大學(xué)19日公布，他們的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一套將膜蒸餾技術(shù)和捕光納米器件組合的海水淡化系統(tǒng)，不僅大大減少了所需能源，而且可以做到讓整個(gè)過程脫離電力系統(tǒng)供電，即所謂的離網(wǎng)技術(shù)。目前，超過18,000個(gè)海水淡化廠在150個(gè)國家開展運(yùn)營，但NEWT表示，他們所研發(fā)的海水淡化技術(shù)與今天使用的其他技術(shù)都不同。
研究在萊斯大學(xué)聯(lián)邦資助的納米技術(shù)水處理中心(NEWT)進(jìn)行。自2015年成立以來，NEWT一直致力于開發(fā)一種名為“納米光子學(xué)太陽能膜蒸餾”技術(shù)(又稱NESMD)，該方法結(jié)合了生物膜過濾處理方法與將陽光轉(zhuǎn)換成熱能的前沿納米技術(shù)。
在該系統(tǒng)中，為提高效率，NEWT的研究人員將可商業(yè)化的膜與將光能轉(zhuǎn)換成熱能的納米顆粒結(jié)合在一起。這樣做就可以達(dá)到：只要有陽光，膜本身就可以實(shí)現(xiàn)加熱，而不需要電力系統(tǒng)為之穩(wěn)定地供應(yīng)熱水，并且由于不需要大量的能量來加熱水源，所以電力需求下降到僅僅需運(yùn)行一個(gè)泵來推動流體通過整個(gè)系統(tǒng)。因此，整個(gè)模塊化系統(tǒng)可以在幾個(gè)太陽能電池板上運(yùn)行。
由于系統(tǒng)是模塊化的，且易于架構(gòu)，所以即便在偏遠(yuǎn)的山區(qū)、海上石油鉆井平臺和救災(zāi)場所等地方，也可以根據(jù)水的需求量來計(jì)算出需要安裝的模塊面積，從而安裝所需的海水淡化系統(tǒng)。該技術(shù)也可以輕而易舉地取代目前全球18,000多個(gè)凈水廠的膜蒸餾技術(shù)。
萊斯大學(xué)的科學(xué)家和水處理專家李麒麟(Qilin Li)說：“該系統(tǒng)將改變大約10億無法獲得清潔飲用水的人的生活狀態(tài)。這種離網(wǎng)技術(shù)不僅可以為家庭提供足夠的潔凈水，也可以在地區(qū)大規(guī)模建造，為社區(qū)中更多人提供用水?！庇纱丝闯?，該系統(tǒng)投入生產(chǎn)使用過程中具有極大的靈活性、易于實(shí)現(xiàn)、且易于商品化，有著非常巨大的商業(yè)價(jià)值。
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