科学家开发成本仅4美元的太阳能海水淡化系统可满足家庭日常饮用水需求

据New Atlas报道，海水淡化正在被探索为解决困扰世界大部分地区的饮用水短缺问题的方法，但它有一些问题需要解决。一种新的太阳能海水淡化装置的设计可以防止盐的堆积，使之成为一个高效且经济的系统。研究人员表示，只需四美元的材料就足以制造一个能够提供家庭日常饮用水的装置。

污垢是海水淡化系统的主要问题之一。当盐和其他杂质从水中被过滤出来时，这些材料往往会在膜或设备的其他表面上堆积，需要定期清洗部件，或者更糟糕的是，更换部件。芯吸材料是最常被弄脏的部件之一，因此在新项目中，来自麻省理工学院和上海交通大学的科学家们开始设计一种无芯吸材料的太阳能脱盐装置。

该系统旨在漂浮在盐水体的表面，由几层组成。一种具有2.5毫米穿孔的材料将水从下面的水箱吸上来，在上面形成一个薄薄的水层。在吸收阳光热量的深色材料的帮助下，这层薄薄的水被加热，直到它蒸发，因此它可以被冷凝到一个倾斜的表面上，作为纯水收集。

盐留在剩余的水里，但这正是该团队的新想法发挥作用的地方。穿孔材料中的孔的大小恰好允许自然对流循环的发生。材料上方较热的水--现在盐的密度大得多--被吸回到下方较冷的水体中。一个新的水层被吸到材料的顶部，循环再次开始。

该团队表示，在测试装置中，这种技术在将太阳能转化为水蒸气方面可以达到80%以上的效率，即使在起始水的盐浓度高达20%（重量）的情况下。在运行一周后，设备中没有检测到盐的结晶。

重要的是，该系统是由日常材料制成的，因此它应该是可扩展的，而且价格低廉。该团队计算，一个收集面积仅为1平方米（10.8平方英尺）的系统可以为一个家庭的日常需求提供足够的饮用水，而建造它的材料只需要花费大约4美元。

该团队表示，随着更多的改进，这种海水淡化设计可以帮助将饮用水带到偏远或发展中地区，并在常规供应中断后用作临时设置以提供灾难救济。

该研究发表在《自然通讯》杂志上。