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完全依靠自然光，一平方米大小的蒸發器每天能從海水中收集多少淡水——答案是23升，可滿足十余名成年人一天飲用所需。記者9月25日從東北大學獲悉，該校和中國科學院金屬研究所組成的團隊取得重大突破，創造了“無鹽分析出的太陽能海水淡化速率”世界紀錄，比原紀錄提高近1.5倍，可實現零碳淡化大量海水，擁有極高的應用價值。該研究成果近期已在《自然》雜志在線發表。

用太(tai)陽能(neng)綠色零碳淡化海水，效率是(shi)首要(yao)難題。東北大學左良(liang)教(jiao)授(shou)團(tuan)隊、秦高(gao)(gao)梧(wu)教(jiao)授(shou)團(tuan)隊與中國科學院金屬研究(jiu)(jiu)所(suo)陳星秋研究(jiu)(jiu)員團(tuan)隊共(gong)同(tong)研究(jiu)(jiu)，發現一種鈦金屬新材(cai)料，擁有良(liang)好的吸(xi)(xi)光(guang)效應，吸(xi)(xi)光(guang)率高(gao)(gao)達(da)96.4%，可將太(tai)陽能(neng)高(gao)(gao)效轉(zhuan)化成熱能(neng)，進而大幅提高(gao)(gao)海水的淡化效率。

“我(wo)們(men)(men)將該材料與聚(ju)乙烯醇混合(he)，制作(zuo)出(chu)新(xin)型蒸發器(qi)，創造(zao)了單位太陽光照條(tiao)件下(xia)每平方(fang)米6.09千克每小時水(shui)(shui)(shui)蒸發速(su)率的世(shi)界紀(ji)錄(lu)，而且可實現長(chang)時間工(gong)作(zuo)且無鹽分析出(chu)。”該論文第一(yi)(yi)作(zuo)者、東北大學材料科學與工(gong)程(cheng)學院(yuan)副教授楊波表示，對(dui)于(yu)海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)(dan)化，能(neng)(neng)(neng)耗是直接決定其成本(ben)高低的關(guan)鍵。目前常用(yong)的海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)(dan)化裝置就像篩子(zi)，需要在(zai)一(yi)(yi)個反(fan)滲透膜(mo)上施加約25個大氣(qi)壓，才能(neng)(neng)(neng)把(ba)水(shui)(shui)(shui)擠過去，將其他離子(zi)留下(xia)來(lai)，能(neng)(neng)(neng)耗巨大。“我(wo)們(men)(men)設計的戶外(wai)海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)(dan)化和淡(dan)(dan)(dan)水(shui)(shui)(shui)收集(ji)(ji)裝置，在(zai)自然光下(xia)可實現平均每平方(fang)米日收集(ji)(ji)淡(dan)(dan)(dan)水(shui)(shui)(shui)23升，綠色(se)高效，工(gong)作(zuo)過程(cheng)零碳排放(fang)。這為海(hai)(hai)水(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)(dan)化以及工(gong)業廢水(shui)(shui)(shui)節(jie)能(neng)(neng)(neng)處理提供嶄(zhan)新(xin)方(fang)向，可有效應對(dui)水(shui)(shui)(shui)資源短缺問題。”

此(ci)外(wai)，研究(jiu)團隊還對海(hai)水淡化機制進行了(le)深入研究(jiu)。“實驗表(biao)明(ming)，在陽(yang)光照射下，該(gai)材(cai)料(liao)表(biao)面的(de)水分子(zi)是以‘團簇’形式一起蒸發(fa)。不同于(yu)傳統材(cai)料(liao)表(biao)面，水以單分子(zi)模式蒸發(fa)，因(yin)此(ci)效率更高(gao)。”楊波(bo)表(biao)示(shi)，這一發(fa)現(xian)從本質上(shang)揭示(shi)了(le)該(gai)材(cai)料(liao)高(gao)效蒸發(fa)的(de)原理，革新(xin)了(le)學界(jie)對海(hai)水蒸發(fa)機理的(de)傳統認知，為日(ri)后設計開發(fa)更多光熱轉換(huan)材(cai)料(liao)提(ti)供了(le)新(xin)思路。