科學(xué)家現(xiàn)在開(kāi)發(fā)出能使太陽(yáng)能蒸餾器效率接近 100% 的新技術(shù),未來(lái)重災(zāi)區(qū)或干旱區(qū)可以簡(jiǎn)單利用太陽(yáng)能獲得更多潔凈飲用水。
使用太陽(yáng)能蒸發(fā)、凈化水質(zhì)的想法已歷時(shí)久遠(yuǎn),據(jù)報(bào)導(dǎo),希臘哲學(xué)家亞里斯多德于 2000 多年前就描述過(guò)此技巧。而太陽(yáng)能蒸餾器(solar still)不消耗常規(guī)能源、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作容易,利用太陽(yáng)能本身的熱能來(lái)促使水產(chǎn)生相變化,當(dāng)水蒸發(fā)為水蒸氣后與鹽分、細(xì)菌、污垢分離,接著就能將水蒸氣冷凝收集成淡水,對(duì)那些陽(yáng)光充足的沿海偏遠(yuǎn)地區(qū)來(lái)說(shuō)非常適合。
該技術(shù)具許多優(yōu)點(diǎn),幾乎能在任何地方應(yīng)用,但不幸的是,即使是最新型太陽(yáng)能蒸餾器,也會(huì)在蒸發(fā)過(guò)程中因熱量損失到周?chē)h(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(jī)工程學(xué)家 Qiaoqiang Gan 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)提出了其他方法,透過(guò)「冷卻」來(lái)重新從周?chē)h(huán)境吸取熱量,最終達(dá)到近乎 100% 的完美蒸發(fā)效率。
研團(tuán)隊(duì)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(yáng)光并將其轉(zhuǎn)化為熱量進(jìn)行蒸發(fā)。由于倒 V 字形傾斜角度避免了陽(yáng)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?chē)鸁崃康目臻g,補(bǔ)償水汽化時(shí)太陽(yáng)熱能的損失。
(Source:紐約州立大學(xué)水牛城分校)
在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中,運(yùn)用該設(shè)備接受陽(yáng)光照射的面積每平方米每小時(shí)可產(chǎn)生 2.2 公升淡水,已經(jīng)超越理論最高門(mén)檻 1.68 公升,而研究人員認(rèn)為,一臺(tái)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(yáng)能蒸餾技術(shù)的團(tuán)隊(duì)在努力開(kāi)發(fā)先進(jìn)材料如:金屬等離子體、碳基納米材料時(shí),Qiaoqiang Gan 團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出成本極低的材料,還能帶來(lái)創(chuàng)紀(jì)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