完全依靠自然光，一平方米大小的蒸發(fā)器每天能從海水中收集多少淡水――答案是23升，可滿足十余名成年人一天飲用所需。記者9月25日從東北大學獲悉，該校和中國科學院金屬研究所組成的團隊取得重大突破，創(chuàng)造了“無鹽分析出的太陽能海水淡化速率”世界紀錄，比原紀錄提高近1.5倍，可實現(xiàn)零碳淡化大量海水，擁有極高的應(yīng)用價值。該研究成果近期已在《自然》雜志在線發(fā)表。
用太陽能綠色零碳淡化海水，效率是首要難題。東北大學左良教授團隊、秦高梧教授團隊與中國科學院金屬研究所陳星秋研究員團隊共同研究，發(fā)現(xiàn)一種鈦金屬新材料，擁有良好的吸光效應(yīng)，吸光率高達96.4%，可將太陽能高效轉(zhuǎn)化成熱能，進而大幅提高海水的淡化效率。
“我們將該材料與聚乙烯醇混合，制作出新型蒸發(fā)器，創(chuàng)造了單位太陽光照條件下每平方米6.09千克每小時水蒸發(fā)速率的世界紀錄，而且可實現(xiàn)長時間工作且無鹽分析出。”該論文第一作者、東北大學材料科學與工程學院副教授楊波表示，對于海水淡化，能耗是直接決定其成本高低的關(guān)鍵。目前常用的海水淡化裝置就像篩子，需要在一個反滲透膜上施加約25個大氣壓，才能把水擠過去，將其他離子留下來，能耗巨大。“我們設(shè)計的戶外海水淡化和淡水收集裝置，在自然光下可實現(xiàn)平均每平方米日收集淡水23升，綠色高效，工作過程零碳排放。這為海水淡化以及工業(yè)廢水節(jié)能處理提供嶄新方向，可有效應(yīng)對水資源短缺問題。”
此外，研究團隊還對海水淡化機制進行了深入研究。“實驗表明，在陽光照射下，該材料表面的水分子是以‘團簇’形式一起蒸發(fā)。不同于傳統(tǒng)材料表面，水以單分子模式蒸發(fā)，因此效率更高。”楊波表示，這一發(fā)現(xiàn)從本質(zhì)上揭示了該材料高效蒸發(fā)的原理，革新了學界對海水蒸發(fā)機理的傳統(tǒng)認知，為日后設(shè)計開發(fā)更多光熱轉(zhuǎn)換材料提供了新思路。
來源：光明日報
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