研究人员已经开发出可以为全球成千上万个社区提供清洁水的技术

2019-10-10 10:30:29

估计有8.44亿人无法获得干净的水,而新生儿每分钟都会因缺乏安全水和不干净的环境而死于感染。海水淡化和废水回收是缓解缺水问题的两种方法,但是常规方法是能源密集型的并且基于化石燃料的燃烧。实际上,水处理消耗了全球约3%的能源。

莫纳什大学的研究人员已经开发出了无源能源技术,只需使用光热材料和太阳能,就可以为数千个社区提供清洁的饮用水。

在莫纳什大学化学工程系的张锡旺教授的带领下,研究人员开发了一种强大的太阳能蒸汽发生系统,该系统可从咸水中高效,连续地生产清洁水,并且几乎去除了100%的盐。

通过仅在蒸发盘边缘精确控制盐的结晶,这种新颖的设计还可以收获盐。

该设计的可行性和耐用性已使用南澳大利亚州Lacepede湾的海水进行了验证。这项技术是解决没有电网可用电力的地区缺水的有希望的解决方案。

研究结果发表在国际期刊能源与环境科学上。

张教授说:“水安全是21世纪世界面临的最大挑战,特别是随着人口的增长和气候变化的影响初具规模。发展中和资源匮乏的社区对这些因素的影响最大。”

“利用太阳能进行水处理已被广泛认为是在不牺牲我们的环境或资源的情况下解决某些社区清洁水短缺的可持续解决方案之一。

“尽管在材料开发方面取得了重大进展,但是蒸发过程受到盐在表面上的浓度的阻碍,从而影响了生产水的质量。”

研究人员使用超亲水滤纸制作了一个光盘,该滤纸带有一层用于吸收光的碳纳米管。直径为1mm的棉线充当水的输送通道,将盐水泵送到蒸发盘。

盐水由棉线从大体积溶液中带到蒸发盘的中心。滤纸会捕集纯净水,并将剩余的盐推到圆盘的边缘。

在整个太阳光谱中测得的吸光度为94%。当在干态和湿态下暴露于光下时,光盘还表现出快速的温度升高,在一分钟内分别从25℃升至50℃和从17.5℃升至30℃。

该技术在其他领域也具有巨大潜力,例如工业废水零液体排放,污泥脱水,尾矿管理和资源回收。未来的研究将寻求在行业支持下将该技术扩展到这些应用。

张教授说:“我们的研究结果使太阳能蒸汽发生技术的实际应用进一步迈进了一步,证明了海水淡化,废水资源回收和零液体排放方面的巨大潜力。”

“我们希望这项研究可以成为以能源被动方式进行进一步研究的起点,这些方式将为数百万人口提供清洁安全的水,阐明废物对环境的影响并从废物中回收资源。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。