在廢水蒸發池上豎起一把「太陽能傘」,不遮陽反而加快蒸發速度

作者 | 發布日期 2020 年 01 月 10 日 18:06 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly


通常人們都是透過蒸發池(evaporation ponds)來處理電廠、化工廠運作過程中產生的高濃度鹽水、廢水,雖然經濟實惠、能用陽光將污水變成少量的固態廢棄物,但是蒸發池有著占地、蒸發效率低等缺點,或許需要幫蒸發池升級一番,加速處理速度。

蒸發池的概念跟鹽田有相似,透過陽光曝曬淺淺的廢水池,讓廢水自然蒸發,最後再處理遺留下的固態廢棄物,這種除污方法雖然便宜,但需要設置在淺底、平坦又平靜開闊的地點,因此大型蒸發池占地可能會跟好幾百個足球場差不多,相當占空間,除此之外也會危及環境與野生動物,鳥類或許會以為這灘有如馬賽克磚的廢水池是天然的鹽灘地。

而現在美國伯克利國家實驗室為了提高蒸發效率、降低占地面積,決定研發新型太陽能蒸發設備。過去有不少科學家為了加速廢水蒸發速度,在鹽灘池上放置光熱材料,然而隨著液體快速蒸發,溶液中的濃度也不斷攀升,這時候光熱材料可能就會被污染物堵住,阻礙光熱材料的光吸收、降低蒸發速度。

對此,伯克利實驗室認為,既然污染物會堵住光熱材料的話,那就避免設備接觸到廢水就好了。他們考量到水容易吸收紅外光,決定在水面上打造一把「太陽能傘」,將波長 400-1,500 奈米的入射光轉換成 3,000 奈米的中紅外光,有助提高池水蒸發速度,不過加熱範圍只有水下 100 微米處。

根據團隊介紹,這把「傘」裡外兩面有不同的功用,一面能選擇性吸收陽光,另一面則負責發出中紅外光,人們能把太陽能傘打開豎立在蒸發池上方。伯克利科學家 Akanksha Menon 表示,一灘蒸發池可以豎立多把太陽能傘,傘也不需要太高、約 30 公分即可。

實際測試太陽能傘原型後,也發現蒸發率比傳統日照法高出 100% 以上。團隊希望進一步最佳化研究後,能將蒸發量提高 160%,同時也改聚合物材料來降低製造成本,最後將太陽能傘應用在提取鋰礦、海水淡化等方面。

(圖片來源:伯克利實驗室

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