萊斯大學(xué)推出全新海水淡化系統，或將取代全球18,000家海水淡化廠(chǎng)

最新的海水淡化系統，結合了生物膜技術(shù)和將陽(yáng)光轉換成熱的前沿納米技術(shù)，帶來(lái)海水淡化領(lǐng)域新的革命。

水資源缺乏一直以來(lái)都是全球關(guān)注的問(wèn)題，而利用地球上大面積的海洋也是大家想要解決此問(wèn)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(guò)冷凝管獲得淡水。蒸餾已經(jīng)使用了幾個(gè)世紀，但它需要復雜的基礎設施，并且由于煮沸水和產(chǎn)生蒸汽都需消耗熱量，導致能源效率低下，使得運行水蒸餾設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，冷淡水從另一側流出。水蒸汽從熱到冷的過(guò)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蒸餾的能量需求。但是，能量成本依然非常高，因為熱水冷卻的過(guò)程中也伴隨著(zhù)大量的能量流失。

據萊斯大學(xué)19日公布，他們的一個(gè)研究團隊研發(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，不僅大大減少了所需能源，而且可以做到讓整個(gè)過(guò)程脫離電力系統供電，即所謂的離網(wǎng)技術(shù)。目前，超過(guò)18,000個(gè)海水淡化廠(chǎng)在150個(gè)國家開(kāi)展運營(yíng)，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(lái)，NEWT一直致力于開(kāi)發(fā)一種名為“納米光子學(xué)太陽(yáng)能膜蒸餾”技術(shù)（又稱(chēng)NESMD），該方法結合了生物膜過(guò)濾處理方法與將陽(yáng)光轉換成熱能的前沿納米技術(shù)。

在該系統中，為提高效率，NEWT的研究人員將可商業(yè)化的膜與將光能轉換成熱能的納米顆粒結合在一起。這樣做就可以達到：只要有陽(yáng)光，膜本身就可以實(shí)現加熱，而不需要電力系統為之穩定地供應熱水，并且由于不需要大量的能量來(lái)加熱水源，所以電力需求下降到僅僅需運行一個(gè)泵來(lái)推動(dòng)流體通過(guò)整個(gè)系統。因此，整個(gè)模塊化系統可以在幾個(gè)太陽(yáng)能電池板上運行。

由于系統是模塊化的，且易于架構，所以即便在偏遠的山區、海上石油鉆井平臺和救災場(chǎng)所等地方，也可以根據水的需求量來(lái)計算出需要安裝的模塊面積，從而安裝所需的海水淡化系統。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(chǎng)的膜蒸餾技術(shù)。

萊斯大學(xué)的科學(xué)家和水處理專(zhuān)家李麒麟（Qilin Li）說(shuō)：“該系統將改變大約10億無(wú)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，也可以在地區大規模建造，為社區中更多人提供用水。”由此看出，該系統投入生產(chǎn)使用過(guò)程中具有極大的靈活性、易于實(shí)現、且易于商品化，有著(zhù)非常巨大的商業(yè)價(jià)值。

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