原文:New solar desalination breakthrough makes fresh water without toxic brine
据联合国称,仍有 22 亿人无法获得安全管理的饮用水。为了满足不断增长的需求,从加利福尼亚州到中东部分地区,许多地区都依赖海水淡化厂将海水转化为淡水。
传统的海水淡化方法,例如反渗透和热蒸馏,成本高昂且能源密集。它们通常需要在处理水之前和之后进行化学处理,并产生大量被称为盐水的浓缩盐水。当盐水排回海洋时,会增加盐度并降低氧气含量,从而损害海洋生态系统。
罗切斯特大学的研究人员开发了一种新方法,可以解决其中的一些挑战。他们的太阳能海水淡化系统可高效生产淡水,无需化学预处理即可运行,并避免产生盐水废物。这项研究由光学和物理学教授、该大学激光能量学实验室的高级科学家郭春雷领导。该团队在《光:科学与应用》杂志上描述了这项技术。
激光处理的太阳能电池板驱动这一过程
该系统依赖于专门设计的由黑色金属制成的太阳能电池板,并用飞秒激光进行了纹理处理。这种处理赋予表面两个重要的特性。它几乎吸收所有入射的阳光并强烈吸水,这种特性被称为超吸湿作用。
激光图案化的活性区域在面板上绘制了一层薄薄的海水。当吸收阳光时,水蒸发并蒸馏成淡水。同时,溶解的盐和矿物质被引导远离活性区域并沉积到面板上未经处理的部分(称为被动区域)上。
通过将盐移离蒸发区,该设计可防止盐积聚,否则会干扰连续运行。
利用咖啡环效应防止堵塞