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木材助海水淡化一臂之力,美研发低成本环保太阳能蒸发器

放大字体  缩小字体 2019年04月20日 10:41:49  来源:网络  阅读:7738

继先前的椴木热电设备,这次美国马里兰大学学院市分校带来椴木制的太阳能蒸气产生设备,除了具有高达75% 的蒸气产生效率跟低维修成本,还可达到环保与经济效益,方便偏乡或灾区利用太阳能获得饮用水。目前海水淡化厂主要集中在中东地区,基本上中东70% 淡水资源都来自于海水淡化,但普遍来说海水淡化厂的创建成本高、副产品卤水处理部分也很麻烦,低开发国家与偏乡地区建设上存有极大挑战。有鉴于此不少科学家开始瞄准太阳能蒸馏的潜力,其中太阳能蒸馏有点类似煮海取盐,通过加热海水来收集水蒸气,进而让水跟盐分、细菌、污垢分离,只不过马里兰大学材料科学科学家Liangbing Hu表示,这项设计存有一大缺点,随着使用时间拉长,设备会逐渐被盐结晶堵住,转换效率大幅下滑。而马里兰大学想通过木材的多孔特性跟木质部输送信道来解决这问题。团队首先在椴木剖面钻出两层几厘米宽的信道,并让木材表面碳化以吸收更多阳光。当材料接触到阳光时,木材的水分输送信道就开始会吸收海水(或污水),之后由于人工信道跟微米宽的自然信道存有不同的导水度(hydraulic conductivities),盐梯度也有所不同,盐分会自然地交换到人工信道,最后溶解至下方的水中。论文第一作者Yudi Kuang表示,新型设备在实验室中表现良好,除污表现在不同盐分浓度下都不错,蒸气产生效率更高达75%。该团队指出,以天然木材来打造太阳能蒸气产生器将能降低蒸馏设备的成本,且科学家也可以在其他木材运用这项技术,而目前团队则正努力优化设计,希望能进一步提高效率与降低成本,之后也会将设备跟冷凝系统集成,完成海水淡化步骤。除此之外,该团队也善加利用这项设计,同时研发太阳能油污收集系统,Hu指出,木材是种有趣的支架材料,其具有多层次多孔结构,而且可再生、来源也丰富,更深入了解木材将有助于提高生物材料的竞争力。
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