最新的海水淡化系統(tǒng)，結(jié)合了生物膜技術(shù)和將陽(yáng)光轉(zhuǎn)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(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(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(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(guò)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(guò)程脫離電力系統(tǒng)供電，即所謂的離網(wǎng)技術(shù)。目前，超過(guò)18,000個(gè)海水淡化廠在150個(gè)國(guó)家開(kāi)展運(yùn)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(jié)合了生物膜過(guò)濾處理方法與將陽(yáng)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(yáng)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(lái)加熱水源，所以電力需求下降到僅僅需運(yùn)行一個(gè)泵來(lái)推動(dòng)流體通過(guò)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(yáng)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(tái)和救災(zāi)場(chǎng)所等地方，也可以根據(jù)水的需求量來(lái)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(zhuān)家李麒麟(Qilin Li)說(shuō)：“該系統(tǒng)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(qū)大規(guī)模建造，為社區(qū)中更多人提供用水。”由此看出，該系統(tǒng)投入生產(chǎn)使用過(guò)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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