科學家開發新太陽能蒸餾技術,效率近乎完美 100%

作者 | 發布日期 2018 年 05 月 04 日 12:18 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly

科學家現在開發出能使太陽能蒸餾器效率接近 100% 的新技術,未來重災區或乾旱區可以簡單利用太陽能獲得更多潔淨飲用水。



使用太陽能蒸發、淨化水質的想法已歷時久遠,據報導,希臘哲學家亞里斯多德於 2 千多年前就描述過此技巧。而太陽能蒸餾器(solar still)不消耗常規能源、結構設計簡單、操作容易,利用太陽能本身的熱能來促使水產生相變化,當水蒸發為水蒸氣後與鹽分、細菌、污垢分離,接著就能將水蒸氣冷凝收集成淡水,對那些陽光充足的沿海偏遠地區來說非常適合。

該技術具許多優點,幾乎能在任何地方應用,但不幸的是,即使是最新型太陽能蒸餾器,也會在蒸發過程中因熱量損失至周圍環境,導致水汽化的效率不高。

紐約州立大學水牛城分校(University at Buffalo)電機工程學家 Qiaoqiang Gan 領導的團隊提出了其他方法,透過「冷卻」來重新從周圍環境吸取熱量,最終達到近乎 100% 的完美蒸發效率。

研團隊核心技術是一張摺疊成倒 V 字形的碳纖維紙,如同禽舍屋頂,紙張底部浸入水池像餐巾紙一樣吸收液體,碳塗層則吸收太陽光並轉化為熱量蒸發。由於倒 V 字形傾斜角度避免陽光直射,得以讓大多數碳塗層紙張保持在室溫下,因而多出可繼續吸收周圍熱量的空間,補償水汽化時太陽熱能的損失。

在實驗測試中,運用該裝置接受陽光照射的面積每平方公尺每小時可產生 2.2 公升淡水,已經超越理論最高門檻 1.68 公升,而研究人員認為,一台小型冰箱尺寸的裝置每天可蒸餾出 10~20 公升的潔淨水。

當多數研究太陽能蒸餾技術的團隊在努力開發先進材料如:金屬等離子體、碳基奈米材料時,Qiaoqiang Gan 團隊開發出成本極低的材料,還能帶來創紀錄性能。新論文發表在《Advanced Science》期刊。

(圖片來源:紐約州立大學水牛城分校