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美科学家研制出纳米光学太阳能海水淡化技术:节能、环保、低成本!
特斯拉 2017-06-21
导语

在这个薄膜中,科研人员嵌入了炭黑纳米粒子,这样能够大大加大对阳光的吸收,获悉,这种材料能够吸收照射在其表面的80%的太阳光,而这能加快水的蒸发、减少系统对外部能源的需求。

据外媒报道,虽然地球表面大部分由水组成,但不幸的是它们大部分都是无法饮用的盐水。虽然海水淡化技术可以让盐水变成可口的可饮用水,但由于该技术消耗的能源过大所以它算不上什么实用的解决方案。不过现在倒是出现了一种能够解决这一问题的技术,其通过纳米粒子利用来自太阳的能源完成盐水蒸馏。

这套诞生于赖斯大学的纳米技术水处理中心(NEWT)的系统基于膜蒸馏法打造。膜蒸馏法让水蒸气通过薄膜然后以纯净水的形式回收,不过在这个过程中却有大量的能量流失。

为了提高效果,科研人员利用他们所称的“纳米光电太阳能薄膜蒸馏(NESMD)”系统吸收并使用太阳能。在这个薄膜中,科研人员嵌入了炭黑纳米粒子,这样能够大大加大对阳光的吸收,获悉,这种材料能够吸收照射在其表面的80%的太阳光,而这能加快水的蒸发、减少系统对外部能源的需求。

眼下,这套系统还处在概念验证阶段。据了解,科研人员使用的薄膜只有几毫米厚、大小约为3张邮票大小。不过另外,NEWT团队还打造了一个70厘米x25厘米的版本,实验结果显示,该系统扩展性非常好、吸收以及利用阳光的效率也都非常具有优势。

这项研究的通讯作者Qilin Li表示,当把用于吸收阳光的镜头面积扩大25倍之后,每平方米的薄膜能够产生17.5千瓦的能源、每小时的水产量则可以达到6升,所以实际上使用者可以根据其所需的水量来决定薄膜的面积。

文章链接:

Pratiksha D. Dongare, et al, "Nanophotonics-enabled solar membrane distillation for off-grid water purification," PNAS, 2017, doi: 10.1073/pnas.1701835114

(本文来源:cnBeta.com;)

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  • 海水淡化
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作者 特斯拉

副研究员

中科院

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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