目前的海水淡化技術主要通過反滲透和熱蒸餾,不僅耗能高,還必須對海水做預處理,且會留下令人頭疼的高濃度鹽水副產物。此前已有的類似太陽能熱脫鹽嘗試,但大多只在純凈的氯化鈉模擬海水中表現良好。真實的海水遠比實驗室復雜——鎂基、鈣基等物質很容易在板面結成一層致密無孔的硬殼,將通道徹底堵死,讓水無路可滲。更不用說,海水的鹽濃度本就是自來水的數百倍。
新技術的出現,有望徹底改變這一局面。其核心裝置是一塊黑色金屬集熱板,板面以飛秒激光雕刻出精微結構,賦予其幾近完美的吸光能力和超強的吸濕性。板上由激光構造的“活性區域”能捕獲幾乎全部太陽輻射,將海水迅速蒸餾成淡水;鹽分和礦物質則被巧妙導引至未經激光處理的“被動區域”安靜沉積。這樣一來,鹽結晶便不會堵塞活性部位,海水淡化過程得以順暢無阻。
團隊用來自太平洋、大西洋和印度洋的真實海水進行測試,結果顯示,板面能夠自清潔,淡水穩定產出,剩余的鹽分匯聚于“被動區域”,可以在絲毫不影響集熱效率的前提下被輕松收集。
新技術最亮眼之處在于,它不排放任何需要二次處理的鹽水,而是將近乎100%的鹽以固體形式原樣提取出來。這不僅意味著大量的食鹽,還可能從中提取其他珍貴礦物,包括驅動電動汽車與電子產品的關鍵元素鋰。團隊利用美國大鹽湖的水樣,已能從析出的鹽中回收約50%的鋰。直接從海水中捕集鋰,未來極有可能成為一條重要的綠色通道。
責任編輯: 張磊