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寻找高效的海水淡化材料一直是个重要问题,该研究论文第一作者、伊利诺伊州立大学贝克曼先进科技研究院的机械科学与工程学教授那拉亚娜˙阿鲁鲁说:“这项研究为下一代材料的发展奠定了基础。”
美国富翁研发创新海水淡化方案
因为创造5-HourEnergy品牌能量饮料而大获成功,目前身价被评估高达40亿美元的ManojBhargava从加州旱灾中看到了商机。已年满60岁ManojBhargava认为,水将是世界上下一个热门的商品。在过去几年里,这位低调的CEO开始了新的冒险,他悄悄地把他此前挣得的大部分财富通过他自己设立的投资基金投入了他人生中第二次重要的创新解决方案。ManojBhargava的海水淡化解决方案名为RainMaker,事实上就是安装于平板卡车上的海水淡化装置,可以依靠传统电力把海水蒸馏变成淡水。据了解,一个单独的RainMaker装置可以放置在一个城镇污水厂中。但在危机时,可以将数百台RainMaker装置堆叠在一个大型海洋货船中用于淡化海水。在沿海建设大型海水淡化设施通常需要花费数十亿美元,同时还需要消耗大量的能量。利用这种可以规模化生产的RainMaker,可以拯救处于灾难边缘的加州吗?一些专家认为,发展RainMaker很有前途。由美国内政部管理,位于新墨西哥州的美国海水淡化研究机构的管理者也对RainMaker表示了认可。据了解,RainMaker装置计划于2016年第一季度正式投入商业化生产。
GE开发迷你3D打印涡轮机降低海水淡化成本
2015年,由GE全球研发中心和美国能源部组成的研究团队研发的一种手持式3D打印设备,有可能使海水淡化变得更为方便。更值得一提的是,他们用的是蒸汽汽轮机的原理。这一概念来自GE科学家DougHofer和VitaliLissianski的创意。在传统的蒸汽涡轮机中,蒸汽凝结就会变成水。尽管这种系统通常用于发电,但Hofer解释说,他们还可以运行这个流动系统去冻结海水或盐水,而不是把它变成蒸汽。通过冻结混合物,盐会以固体的形式自然分离,只留下冰,而冰融化之后就成了干净的水。
GE全球研发中心能源系统实验室的一位项目负责人VitaliLissianski说:“通过冻结海水来淡化并不是什么新鲜事,但我们正在做的方式却非常不同。我们利用自己在叶轮机械方面的丰富知识开发了一种十分经济的解决方案。”“你也可以说是我们的涡轮‘增压’出了一个经济的海水淡化系统。”Lissianski开玩笑地说。Hofer解释说,通过扩大涡轮机的冷气来冷却咸水或海水滴,会大大降低海水淡化所需要的能源。“冷却的气体与海水之间的热传递比传统的热法海水淡化系统更有效率得多。”如果这个手持的3D打印工具能够试制成功,它能够将海水淡化的成本削减高达20%。反过来也将吸引更多的资金被投向海水淡化设备。为加速开发过程,研究团队使用由GE全球研究中心增材制造实验室和GE航空在辛辛那提的增材制造中心开发的技术3D打印出小型化的部件。可能在不久的将来,我们到海滩上玩耍时只需带上这种手持式的工具就行了,无需再携带瓶装水。
加州大学研发出新型外置复合式抛物面聚光海水淡化系统
2015年,美国加州大学默塞德分校太阳能技术研究所的研发人员开发出了一种名为XCPC的外置复合型抛物面形聚光器,该系统有可能为被持续干旱所困扰的加州带来一种新型的太阳能海水淡化解决方案,并缓解当地的农业灌溉水短缺问题。加州大学太阳能技术研发中心主任RolandWinston表示:“常规的膜法海水淡化过程会产生有用的淡水和大量需要处理的咸水,而XCPC系统可以使水的蒸发过程更加高效,而且成本很低。”
谈到该系统的主要创新点,RolandWinston表示:“我们的外置复合抛物面形聚光器可以通过收集阳光产生高温,而且可达到的温度要远远高于生产水蒸汽所需要的温度。同时很关键的一点是我们的集热器不需要使用跟踪系统,没有任何需要活动的组件。事实上,其它大部分可以获得如此高温的太阳能技术都需要使用跟踪系统,而且成本较高。”RolandWinston进一步解释道,一般使用跟踪系统的太阳能集热器对于直射阳光要求很高,而且往往需要在晴朗的天气条件下才能运行。而他们的XCPC集热器则完全不同,在朦胧和多云的天气条件下依然可以正常运行。
埃及研发出新型低成本海水淡化膜
2015年9月底,埃及亚历山大大学的研究人员公布了一种新型低成本的海水淡化膜技术,膜材料价格低廉,同时可以实现低能耗。该技术采用了渗透蒸发(又称渗透汽化,是有相变的膜渗透过程)的技术原理,研究人员开发出醋酸纤维素膜与其它组件相结合,并使用外部热源将膜透过组分汽化,从而达到过滤粒子和盐分的目的。这支由亚历山大大学农业和生物系统工程副教授AhmedEl-Shafei所带领的研发团队表示,经过测试,他们研发的上述膜系统可以使超高盐度的模拟海水以非常高的流量通过,同时脱盐率可以达到99.7%左右。
论文显示,在对人工仿造海水进行脱盐淡化的过程中,研究人员采用了直接透过、载气吹扫法型渗透蒸发技术路线。研究人员解释说,该膜产品采用普通的相变技术,将多组分溶液利用溶液浇铸法铸造而成。浇铸之后,会对膜进行进一步处理使其具有亲水性和其它属性。
印度科学家研发出新型太阳能混合海水淡化系统
2015年,印度科学理工学院的研究人员研发出了一种太阳能混合海水淡化系统,主要可以用于处理生理盐水和微咸水。根据研究人员发布的数据显示,在南印度上午9点到下午3点之间、温度为27℃的条件下,利用该混合系统每平方米可以净化大约6.5升的盐水。该混合系统采用了阶梯状的太阳能蒸发器,由一个连一个的半圆形的管道焊接而成,形成一个呈一定倾斜角度的水槽来充当水流通的渠道,同时系统四周安装的真空夹套可以减少热能的损失。据了解,该装置可容纳3-4升待处理的水。该系统利用光伏电池作为能源将水泵进或者泵出整个系统,整个系统就在离网地区也可以实现正常运行。目前,上述技术的具体工作原理及流程已经被国际期刊《International Journalof Lowcarben Technologies》收录。
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