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既能发电又能产生净水,多功能太阳能设备登场

发布于2019-07-11 17:52:42,既能发电又能产生净水,多功能太阳能设备登场,Kotoo科技新闻网(http://www.kotoo.com)
 

既能发电又能产生净水,多功能太阳能设备登场

多功能的产品总是受人青睐,最近沙特阿拉伯科学家便研发出,既能发电又能产生纯水的太阳能蒸馏装置 PV-MD,或许能同时间解决偏乡地区的电力与水资源问题,可谓一举两得。

市面上的太阳能板大多只能转换 20% 左右的阳光,其他能量会以热的形式散失,就能源面来说或许是个浪费。沙特阿拉伯阿布都拉国王科技大学(KAUST)认为,人们可以善加利用这些废热,应用在蒸馏等其他地方。

目前海水淡化、水净化工程大多离不开化石燃料,成本高又会消耗大量的电力,也不怎么环保,低开发国家与偏乡地区建设上存有极大挑战。而 KAUST 研究员表示,PV-MD 不单单是个太阳能设备,还是个家用、工厂都适用的水处理方案。

根据团队的设计,PV-MD 采多层设计,最上层为一般的商用硅晶太阳能板,底下则是 3 层的蒸馏膜(membrane distillation)装置,当太阳能将光转换成电时,四处散逸的热可加速水蒸发,最后冷凝成净水。

(Source:Nature Communications)

KAUST 海水淡化与再利用中心科学家 Peng Wang 表示,团队透过太阳能废热来加速生成水蒸气,并在薄膜另一侧凝结。也因为这是个多层蒸馏设备,还可以利用冷凝水中的潜热,进一步驱动二次蒸发循环。

团队声称,透过这项装置,可以产生比高于过去 3 倍的淡水。除次之外,PV-MD 设备也可以过滤海水与含有重金属污染的水,且实验也指出,水中的铅、铜、钠、钙和镁等含量也符合世界卫生组织的饮用水水质标准。

只不过或许是因为加上多层蒸馏装置,在晴朗天气下太阳能板转换效率仅 11%,虽然团队指出结果符合预期,效能更已优于过去的太阳能板 + 蒸馏设备,但还需要再改良。

Wang 指出,目前太阳能板多装设在干燥地区,若使用该装置,每天就能产生大量的淡水,这不仅可用来清洗太阳能板,还能用来灌溉农作物,进而使荒漠农田成真。目前研究已发表在《Nature Communications》

  • Climate change: Water and green energy produced by a single device
  • Device could bring both solar power and clean water to millions
  • Solar Energy: Dynamic Device Makes Electricity, Clean Water Simultaneously

(首图来源:Flickr/Dyniss Rainer CC BY 2.0)

延伸阅读:

  • 科学家推出杯型太阳能蒸馏器,除了淡化海水更可用在卤水处理
  • 海水淡化添入折纸元素,太阳能蒸发率提高 50%

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