水资源短缺正成为一个日益重要的问题。根据联合国的数据,有23亿人生活在缺水地区,其中7.33亿人被归类为生活在水资源高度和严重缺水的国家。
然而,与此同时,其中许多地区无法获得大规模海水淡化所需的可靠电力。使用太阳能为海水淡化器供电的努力遇到了盐积聚和费用问题。
现在,麻省理工学院(MIT)和中国的一个研究小组提出了一种太阳能海水淡化系统,该系统比以前的方法更有效,更便宜。
虽然许多现有的系统依靠灯芯将盐水吸入设备,但研究人员反而创建了一个分层系统,顶部有深色物质吸收太阳的热量,然后是一层薄薄的水,以及盐水储层上方的穿孔材料层。
穿孔层中的孔大小恰到好处,可以在温暖的上层水和下面较冷的水库之间形成自然的对流循环。这种循环将盐从薄水层向下吸入下面的较大水体中,在那里它被稀释,留下淡化的水被抽走。最重要的是,该系统可以使用低成本和常用的材料来构建。
研究员 Xiangyu Li 解释说,该系统提供了”高性能和可靠的操作,特别是在极端条件下,我们实际上可以使用接近饱和的盐水。这意味着它对废水处理也非常有用。
关键在于了解如何使用对流来驱动完全被动的系统,人们说你总是需要新材料,昂贵的材料,复杂的结构或芯吸结构来做到这一点。我相信,这是第一个在没有芯吸结构的情况下做到这一点的人。
全球变暖更促使人们使用太阳能等替代能源,廉价有效地淡化咸淡水地下水和海水。该团队计算出,仅一平方米的收集面积就足以为一个家庭提供日常饮用水,费用约为4美元(约合3.50欧元)。
除了向偏远地区提供安全饮用水外,该系统还可用于救灾。研究人员 Lenan Zhang 补充说,该设备还可以用于产生用于离网医疗灭菌的高温蒸汽。