新型太阳能驱动的海水淡化装置的原型位于麻省理工学院的顶部。 图片：由研究人员提供。
充满阳光的海滨社区很快就可以拥有充足的淡水，而无需用电。
一个国际科学家团队已经开发出一种便宜的方法，可以通过不使用电力就可以饮用海水为口渴的社区提供淡水。
他们说，只要阳光明媚，他们的设备就能产生足够的高质量饮用水来满足家庭的需求，费用约为100美元（77英镑）。
来自美国麻省理工学院和中国上海交通大学的科学家们认为，他们的脑电波为口渴的岛屿和干旱的沿海地区提供了一种简单的解决方案，这些岛屿和岛屿缺乏可靠的电力供应，但可以使用海水。 它甚至可以帮助防止气候变化带来的一些大规模迁移。
研究人员在杂志上报道了他们的工作 能源与环境科学。 测试他们的原型 麻省理工学院的屋顶，他们每平方米太阳能收集区域每小时产生的加仑水超过1.5加仑。
他们的设备是立方体形状的，有多层太阳能蒸发器和冷凝器，一个又一个地堆放，上面装有一层透明的绝缘层。 本质上是多层的 太阳静止，与几个世纪以来用来制造烈性酒的类似，如今已在许多应用中使用。
“这种新方法非常重要。 太阳能仍然基于海水淡化的挑战之一是效率低下。 效率的提高将对降低生产水的成本产生总体影响”
太阳能仍然使用平板吸收热量，然后将热量转移到水层上，然后开始蒸发。 蒸气在下一块面板上凝结，并收集水，同时蒸气凝结产生的热量传递到上方的层。
每当蒸气凝结在表面上时，都会释放出热量。 在典型的冷凝器系统中，热量仅散失到环境中。 但是在此多层版本中，释放的热量流向下一个蒸发层，从而回收了太阳能并提高了整体效率。
效率来自于使用多个阶段中的每个阶段从海水中去除盐分，并利用了前一阶段释放的热量而不是浪费了热量。 通过这种方式，该团队的演示设备将阳光能量转换为蒸发量的总体效率达到了385％。
王伊芙琳（Evelyn Wang），合著者说道：“冷凝水时，会释放出热量。 如果您有多个舞台，则可以利用该热量。”
成本权衡
尽管增加更多的层可以提高系统的转换效率，但是每一层也增加了成本和体积。 该团队确定了其概念验证设备的10阶段系统。
它以每平方米5.78升（每1.52平方英尺约11加仑）的速度提供了超过城市饮用水标准的纯净水。 王教授说，这是以前任何此类被动式太阳能淡化系统产生的记录量的两倍以上。
该系统的一大优势在于它具有自动冲洗机制，该机制将每晚清除盐分中的盐分并将其返回海中。
使用该系统的一种可能方式是在盐水上放置浮板。 只要阳光明媚，这些面板就可以通过管道将恒定的淡水输送到岸上。 可以将其他系统设计为服务于单个家庭，也许是在大型浅水海水箱上使用平板显示器。
该团队估计，一个太阳能收集区面积约为100平方米的系统可以满足一个人的日常饮用水需求。 在生产中，他们认为构建用于满足家庭需求的系统的价格约为XNUMX美元。
便宜的替代品
原型中最昂贵的组件是透明层 气凝胶 用作堆栈顶部的绝缘子，但研究小组建议可以使用其他价格较低的绝缘子代替。 （气凝胶本身由非常便宜的二氧化硅制成，但在制造过程中需要专门的干燥设备。）
“这种新方法非常重要。” 劳伦斯伯克利国家实验室的Ravi Prasher教授 加州大学伯克利分校（未参与该研究）。
“基于太阳能的脱盐技术面临的挑战之一是由于冷凝中大量能量的损失而导致效率低下。
“通过有效地收集冷凝能量，太阳能到蒸汽的整体效率得到了极大的提高……这种提高的效率将对降低采出水的成本产生总体影响。” - 气候新闻网络
关于作者
Paul Brown是气候新闻网的联合编辑。 他是卫报的前环境记者，也写书和教新闻。 他可以到达 [电子邮件保护]
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