一种创新的低成本技术仅靠使用太阳能就可以将海水转化为饮用水

2019-10-13 17:45:15

根据粮农组织的估计,到2025年,将有近20亿人的饮用水无法满足其日常需求。解决该问题的一种可能方法是脱盐,即处理海水使其可饮用。但是,从海水中去除盐分所需的能量比传统的淡水供应方法(即从河流或井中抽水)要多10到1000倍。

受此问题的影响,都灵理工大学能源部的工程师团队设计了一种新的原型,以可持续且低成本的方式淡化海水,从而更有效地利用太阳能。与以前的解决方案相比,已开发的技术实际上能够使给定太阳能产生的水量增加一倍,并且在不久的将来可能会进一步提高效率。最近在《自然可持续性》杂志上发表了这些结果的年轻研究人员小组由Eliodoro Chiavazzo,Matteo Morciano,Francesca Viglino,Matteo Fasano和Pietro Asinari(多尺度建模实验室)组成。

所提出的技术的工作原理非常简单:“受植物的启发,植物通过毛细作用和蒸腾作用将水从根部传送到叶片,我们的漂浮装置能够使用低成本的多孔材料收集海水,从而避免使用昂贵的然后,收集的海水被太阳能加热,从而维持盐分与蒸发水的分离,在污水和饮用水之间插入膜以避免混合,可以促进这一过程,这与某些工厂能够在海洋环境(例如红树林)中生存”,Matteo Fasano和Matteo Morciano解释说。

传统的“主动式”海水淡化技术需要昂贵的机械或电气组件(例如泵和/或控制系统),并且需要专业的技术人员进行安装和维护,但Politecnico di Torino团队提出的海水淡化方法是基于自然过程而不会发生的。辅助机械的辅助,因此可以称为“被动”技术。所有这些使该设备固有地便宜并且易于安装和维修。在沿海地区,饮用水长期短缺,集中式基础设施和投资尚未达到后者的要求,后一种功能尤其有吸引力。

到目前为止,与“主动”技术相比,“被动”技术脱盐的一个众所周知的缺点是能源效率低。Politecnico di Torino的研究人员在创造力方面面临着这一障碍:“虽然先前的研究集中在如何最大程度地吸收太阳能上,但我们已经将注意力转移到更有效地管理吸收的太阳能上。能够达到创纪录的生产力值,每天每平方米暴露在阳光下的饮用水高达20升,其性能提高的原因是,在几个级联蒸发过程中太阳能的“回收” “事半功倍”。基于此过程的技术通常称为“多效”,

在开发了两年多的原型并直接在利古里亚海(意大利瓦拉泽)进行测试之后,Politecnico的工程师声称,该技术可能对饮用水少但太阳能丰富的偏远沿海地区产生影响,特别是在开发中国家。此外,该技术特别适合在紧急情况下(例如在遭受洪水或海啸袭击并与电网和渡槽隔离数天或数周的地区)提供安全和低成本的饮用水。该技术设想的另一个应用是用于食品生产的浮动花园,这是一个有趣的选择,尤其是在人口稠密的地区。研究人员继续在都灵Politecnico di净水中心内研究此问题,现在正在寻找可能的工业合作伙伴,以使原型更加耐用,可扩展和多功能。例如,该设备的工程版本可用于沿海地区,在该地区,地下水的过度开采会导致盐水侵入淡水含水层(在意大利南部的某些地区尤为严重的问题),或者可处理被工业用水或工业用水污染的水。采矿厂。

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