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以色列科学家发明空气取水新系统,低耗能水质优
爱因斯坦 2016-07-30
导语

近日,以色列工学院的科学家们在《环境科学与技术》月刊上报告说,他们开发出一种从空气中收集安全饮用水的新系统。与现有的系统相比,新设备能制造优质水且耗能低。

收集空气中的水分本身不是新发明,商用和家用空气造水机已经存在。不过,发表在美国化学学会《环境科学与技术》月刊上的报告说,以色列工学院的科学家们开发出一种从空气中收集安全饮用水的新系统。与现有的系统相比,新设备能制造优质水且耗能低。 

报道称,地球大气层中所含的水分从数量上相当于所有的地表水和地下水之和。不过,现有的从大气层水库中收集水的机器有很大的局限性。这些机器利用电制冷技术将空气冷却,然后冷凝水汽,这种做法耗能很大。

以色列科学家设计的新系统利用液体干燥剂,先将水汽与空气分离,然后只冷却水汽。他们通过计算证明,这种办法可比普通的系统节能20%到65%。 

图:以色列科学家设计的新系统原理示意图

报告说:“我们证明纳入空气水分收集系统的液体干燥分离阶段可以在广泛的环境条件下进行,可使用低品位热能或太阳能作为补充能源,而且这套复合系统的性能很好。” 

利用逆渗透将海水脱盐也是一个潜在的淡水来源,但是这在无法利用海水的国家不适用。此外,脱盐需要对管道和抽吸设备及其运转和维护进行巨额投资。报告说:“从本质上说所有的地方都可以利用空气水分。” 

报告说,大气中含有约1.3万立方千米的淡水,其中98%以水汽的形式存在。水汽必须压缩成液态水。现有的空气水分收集系统使用的是普通的电压缩-扩张制冷机。但如果先将水汽与空气分离,然后再让水汽进入冷凝器,这样一来冷却的就是水汽而不是全部空气。 

按照新的设计,科学家利用液体干燥剂将水汽与空气分离。干燥剂吸收的水汽可以利用低品位热能或太阳能将其释放出来。 

报告说,按照设计,液体干燥水汽分离子系统在闭合循环中不间断工作。“这个子系统的产品是纯粹的水汽,然后由普通的制冷系统进行冷凝,而不用冷却空气了。” 

科学家们称,总的来说,相比现在市场上直接冷却空气的水分收集系统,这套液体干燥水汽分离-空气水分收集复合系统节能可高达65%。 

报告说,这套复合系统的另一个重要优势是从该系统出来的水将不会沾染空气中的细菌,因为“冷凝器盘管不接触周围的空气,只接触从干燥剂溶液中释放出来的纯水汽”。

文章链接:

Ben Gido, et al. Liquid-Desiccant Vapor Separation Reduces the Energy Requirements of Atmospheric Moisture Harvesting. Environmental Science & Technology, 2016; DOI: 10.1021/acs.est.6b01280

(本文文字来源:参考消息网;)

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作者 爱因斯坦

科研工作者

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科

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