科學(xué)家現(xiàn)在開發(fā)出能使太陽能蒸餾器效率接近 100% 的新技術(shù),未來重災(zāi)區(qū)或干旱區(qū)可以簡單利用太陽能獲得更多潔凈飲用水。
使用太陽能蒸發(fā)、凈化水質(zhì)的想法已歷時久遠,據(jù)報導(dǎo),希臘哲學(xué)家亞里斯多德于 2000 多年前就描述過此技巧。而太陽能蒸餾器(solar still)不消耗常規(guī)能源、結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、操作容易,利用太陽能本身的熱能來促使水產(chǎn)生相變化,當(dāng)水蒸發(fā)為水蒸氣后與鹽分、細菌、污垢分離,接著就能將水蒸氣冷凝收集成淡水,對那些陽光充足的沿海偏遠地區(qū)來說非常適合。
該技術(shù)具許多優(yōu)點,幾乎能在任何地方應(yīng)用,但不幸的是,即使是最新型太陽能蒸餾器,也會在蒸發(fā)過程中因熱量損失到周圍環(huán)境,導(dǎo)致水汽化的效率不高。
紐約州立大學(xué)水牛城分校(University at Buffalo)電機工程學(xué)家 Qiaoqiang Gan 領(lǐng)導(dǎo)的團隊提出了其他方法,透過「冷卻」來重新從周圍環(huán)境吸取熱量,最終達到近乎 100% 的完美蒸發(fā)效率。
研團隊核心技術(shù)是一張摺疊成倒 V 字形的碳纖維紙,如同禽舍屋頂,紙張底部浸入水池中像餐巾紙一樣吸收液體,碳涂層則吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化為熱量進行蒸發(fā)。由于倒 V 字形傾斜角度避免了陽光直射,得以讓大多數(shù)碳涂層紙張保持在室溫下,因而多出可繼續(xù)吸收周圍熱量的空間,補償水汽化時太陽熱能的損失。
(Source:紐約州立大學(xué)水牛城分校)
在實驗測試中,運用該設(shè)備接受陽光照射的面積每平方米每小時可產(chǎn)生 2.2 公升淡水,已經(jīng)超越理論最高門檻 1.68 公升,而研究人員認為,一臺小型冰箱尺寸的設(shè)備每天可蒸餾出 10~20 公升的潔凈水。
當(dāng)多數(shù)研究太陽能蒸餾技術(shù)的團隊在努力開發(fā)先進材料如:金屬等離子體、碳基納米材料時,Qiaoqiang Gan 團隊開發(fā)出成本極低的材料,還能帶來創(chuàng)紀錄性能。新論文發(fā)布在《Advanced Science》期刊。
Solar Still Offers Promise to Disaster Zones of the Future, Scientists Say