氧化石墨烯材料成功解決了海水淡化問(wèn)題

氧化石墨烯材料成功解決了海水淡化問(wèn)題

海水淡化已被用于制備淡水，但長(zhǎng)期以來(lái)，這種方法效率低、成本高，南京大學(xué)的科學(xué)家們成功地利用氧化石墨烯材料解決了這個(gè)問(wèn)題。

雖然海水熱脫鹽的成本未知，但這種方法可以去除海水中的雜質(zhì)，從而從海洋中獲得源源不斷的淡水，用這種方法生產(chǎn)一兆瓦的淡水需要80千瓦時(shí)的能量，這消耗了大量的能量，只適用于石油-R。ICH和淡水稀缺的海灣地區(qū)。

解決這一問(wèn)題的一種方法是太陽(yáng)能電池的熱脫鹽，它也適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)和發(fā)展中國(guó)家，但這種方法也有許多缺點(diǎn)：產(chǎn)生的淡水量太少；缺少光學(xué)集中器不能集中熱量，這兩種方法都限制了這種方法的廣泛應(yīng)用。

最近，南京大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種石墨烯氧化物太陽(yáng)能電池，它可以在沒(méi)有光學(xué)集中器的情況下集中熱量，這無(wú)疑為偏遠(yuǎn)地區(qū)和發(fā)展中國(guó)家提供了一種低成本的便攜式熱脫鹽和水凈化技術(shù)。

南京大學(xué)研究員賈朱在給美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的一封郵件中寫(xiě)道，無(wú)需外部加熱器集中器，太陽(yáng)能凈水效率高的技術(shù)是前所未有的，而且這種技術(shù)具有很高的靈活性、低的成本，可以廣泛應(yīng)用。

以往的熱脫鹽技術(shù)也面臨著同樣的困境：一方面，我們需要太陽(yáng)能吸收器與水直接接觸，以提高能量傳輸效率；另一方面，這種直接接觸將導(dǎo)致嚴(yán)重的熱損失，必須使用大型的熱濃縮裝置。

《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》（PNAS）發(fā)表的一篇論文表明，南京大學(xué)的研究人員克服了這一缺點(diǎn)，他們通過(guò)氧化石墨烯太陽(yáng)能吸收劑暴露在大面積的水中，用聚苯乙烯泡沫塑料代替熱聚光器來(lái)分離水和太陽(yáng)能吸收劑。所述熱濃縮器的外側(cè)用二維管狀纖維素纏繞。集熱器的底部與水相連，頂部與太陽(yáng)能吸收器相連，通過(guò)毛細(xì)管作用，水在二維管道之間傳遞，并在吸收器上接受熱量，使能量不傳遞到剩余的水，造成能量損失。

所有這些優(yōu)點(diǎn)都?xì)w功于氧化石墨烯作為吸收劑，除非氧化石墨烯具有獨(dú)特的吸附性能，否則這種二維循環(huán)水管道將無(wú)法工作。

朱镕基說(shuō)：首先，這是一種優(yōu)秀的太陽(yáng)能吸收裝置，它垂直于材料表面的導(dǎo)熱系數(shù)低，空隙豐富，可以作為水蒸發(fā)的通道，而且是折疊式的，成本低。

盡管氧化石墨烯熱脫鹽技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但朱必須承認(rèn)，該系統(tǒng)仍需在實(shí)際應(yīng)用中不斷測(cè)試。

但研究人員也對(duì)研究結(jié)果抱有希望。朱教授說(shuō)：我們的目標(biāo)是制造在世界各地都能輕易使用的便攜式水溶液裝置。不僅如此，我們還在開(kāi)發(fā)其他可以使用這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備。

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