陽光的淡水可以保持口渴

陽光的淡水可以保持口渴

新型太陽能驅動的海水淡化裝置的原型位於麻省理工學院的頂部。 圖片:由研究人員提供。

充滿陽光的海濱社區很快就可以擁有充足的淡水,而無需用電。

一個國際科學家團隊已經開發出一種便宜的方法,可以通過不使用電力就可以飲用海水為口渴的社區提供淡水。

他們說,只要陽光明媚,他們的設備就能產生足夠的高質量飲用水來滿足家庭的需要,費用約為100美元(77英鎊)。

來自美國麻省理工學院(MIT)和中國上海交通大學的科學家們認為,他們的腦電波為口渴的島嶼和乾旱的沿海地區提供了簡單的解決方案,這些島嶼和島嶼缺乏可靠的電力供應,但是卻可以使用海水。 它甚至可以幫助防止氣候變化帶來的一些大規模遷移。

研究人員在期刊上報導了他們的工作 能源和環境科學。 測試他們的原型 麻省理工學院的屋頂,他們每平方米太陽能收集區域每小時產生的加侖水超過1.5加侖。

他們的設備是立方體形狀的,有多層太陽能蒸發器和冷凝器,一個又一個地堆放,上面裝有一層透明的絕緣層。 本質上是多層的 太陽靜止,與幾個世紀以來用來製造烈性酒的類似,如今已在許多應用中使用。

“這種新方法非常重要。 太陽能仍然基於海水淡化的挑戰之一是效率低下。 效率的提高將對降低生產水的成本產生總體影響”

太陽能仍然使用平板吸收熱量,然後將熱量轉移到水層上,然後開始蒸發。 蒸氣在下一塊面板上凝結,並收集水,同時蒸氣凝結產生的熱量傳遞到上方的層。

每當蒸氣凝結在表面上時,都會釋放出熱量。 在典型的冷凝器系統中,熱量僅散失到環境中。 但是在此多層版本中,釋放的熱量流向下一個蒸發層,從而回收了太陽能並提高了整體效率。

效率來自於使用多個階段中的每個階段從海水中去除鹽分,並利用了前一階段釋放的熱量而不是浪費了熱量。 這樣,該團隊的演示設備將陽光能量轉換為蒸發量的總體效率達到了385%。

王伊芙琳(Evelyn Wang),合著者說道:“冷凝水時,會釋放出熱量。 如果您有多個舞台,則可以利用該熱量。”

成本權衡

儘管增加更多的層可以提高系統的轉換效率,但是每一層也增加了成本和體積。 該團隊確定了其概念驗證設備的10階段系統。

它以每平方米5.78升(每1.52平方英尺約11加侖)的速度提供了超過城市飲用水標準的純淨水。 王教授說,這是以前任何此類被動式太陽能淡化系統產生的記錄量的兩倍以上。

該系統的一大優勢在於它具有自動沖洗機制,該機制將每晚清除鹽分中的鹽分並將其返回海中。

使用該系統的一種可能方式是在鹽水上放置浮板。 只要陽光明媚,這些面板就可以通過管道將恆定的淡水輸送到岸上。 可以將其他系統設計為服務於單個家庭,也許是在大型淺水海水箱上使用平板顯示器。

該團隊估計,一個太陽能收集區面積約為100平方米的系統可以滿足一個人的日常飲用水需求。 在生產中,他們認為構建用於滿足家庭需求的系統的價格約為XNUMX美元。

便宜的替代品

原型中最昂貴的組件是透明層 氣凝膠 用作堆棧頂部的絕緣子,但研究小組建議可以使用其他價格較低的絕緣子代替。 (氣凝膠本身由非常便宜的二氧化矽製成,但在製造過程中需要專門的干燥設備。)

“這種新方法非常重要。” 勞倫斯伯克利國家實驗室的Ravi Prasher教授 加州大學伯克利分校(未參與該研究)。

“基於太陽能的脫鹽技術面臨的挑戰之一是由於冷凝中大量能量的損失而導致效率低下。

“通過有效地收集冷凝能量,太陽能到蒸汽的整體效率得到了顯著提高……提高的效率將對降低采出水的成本產生總體影響。” - 氣候新聞網

關於作者

棕色保羅Paul Brown是氣候新聞網的聯合編輯。 他是衛報的前環境記者,也寫書和教新聞。 他可以到達 [電子郵件保護]


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本文最初出現在氣候新聞網上

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