負責(ze)研(yan)究的南(nan)京(jing)大(da)學現代工程(cheng)與應用(yong)科學學院教授(shou)朱嘉介紹,他(ta)(ta)們使用(yong)的是一種太陽能(neng)海水(shui)淡化利用(yong)光(guang)蒸餾原理(li)的技術,無需其他(ta)(ta)能(neng)量即可產生(sheng)淡水(shui),因此為理(li)想(xiang)的海水(shui)淡化方案,但(dan)由于能(neng)量轉換效率較低,一直(zhi)無法大(da)規(gui)模應用(yong)。

為(wei)此,朱(zhu)嘉課題組提出一種(zhong)新思路(lu),它有兩(liang)大創新之(zhi)處:一是(shi)利用石墨烯制成可折疊而且輕便的薄膜,用來吸(xi)收(shou)太陽能蒸餾海水,大大增(zeng)加了(le)便攜性;二(er)是(shi)讓石墨烯吸(xi)收(shou)體與海水分隔開,降低熱導損耗(hao)。
此(ci)外,由于(yu)在過(guo)去絕大部分工作中,吸收體與水直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸,造成能量通過(guo)水本身的(de)導熱(re)而(er)耗(hao)散掉,所以需(xu)要光學聚(ju)焦(jiao)、隔熱(re)等手段維(wei)持熱(re)平衡(heng)。他們設計(ji)了一(yi)個特殊的(de)二(er)維(wei)水通道,不(bu)讓吸收體與海水直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸,所以不(bu)需(xu)外界輔助,就(jiu)能實(shi)現(xian)高效轉換。
據(ju)報道(dao),朱嘉課題(ti)組(zu)設計的是一(yi)個由(you)泡沫(mo)聚苯乙烯制(zhi)成(cheng)(cheng)的圓柱(zhu)形熱(re)絕緣體(ti),熱(re)絕緣體(ti)外層涂以織維(wei)(wei)素(su)(su)涂層構成(cheng)(cheng)特殊水通(tong)(tong)道(dao),圓柱(zhu)體(ti)頂(ding)部覆蓋著(zhu)石墨烯薄膜(mo)。工作時(shi),織維(wei)(wei)素(su)(su)通(tong)(tong)過(guo)毛細(xi)作用從(cong)下(xia)部水池吸水,供給(gei)上方薄膜(mo)加熱(re)成(cheng)(cheng)蒸汽,進而收(shou)集淡水。
朱(zhu)嘉介紹(shao),之前光(guang)到蒸汽的(de)(de)能(neng)量轉換(huan)效率在(zai)同等(deng)(deng)條(tiao)件下(xia)一般(ban)為60%左右(you),而(er)他們(men)的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)可達到80%,轉化后(hou)水質(zhi)經初步檢(jian)(jian)驗超過世界(jie)衛生(sheng)組織(zhi)等(deng)(deng)國際通(tong)用標準。加上(shang)薄膜可折疊(die)且(qie)輕便(bian),制造成本較低,所(suo)以“應用范圍(wei)大大提(ti)高”。當(dang)然(ran),這個裝(zhuang)置(zhi)長期工作(zuo)的(de)(de)穩定性還需要時間以及(ji)在(zai)不(bu)同應用場景下(xia)進(jin)行檢(jian)(jian)驗。