MIT利用溫鹽環流開發太陽能海水淡化系統,可望生成比自來水低價之飲用水

 

刊登日期:2023/11/17
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美國麻省理工學院(MIT)的研究團隊開發了一項以太陽能驅動之海水淡化裝置,且在設計上避免了過去一直存在的鹽堵塞問題。在自然界中,當水在海面蒸發後,海水的溫度降低,鹽分濃度提高、密度增加而形成海水下沉的「溫鹽環流(Thermohaline Circulation)」現象。此次MIT研究團隊開發的裝置可如同「溫鹽環流」般讓水以漩渦狀循環,並將此循環與太陽的熱量結合,俾使水分蒸發而留下鹽分。產生的水蒸氣在冷凝後收集成為純淨飲用水,剩餘的鹽未沉澱而持續在裝置中循環,不會造成裝置堵塞。新系統比目前測試的所有其他太陽能海水淡化裝置具有更高的造水率與鹽分去除率。

新裝置的設計核心在於薄箱狀的裝置上方部位使用了可以有效吸收太陽熱量的深色材料。箱子內部分為上、下兩部分,水可以通過上半部,天井部分有以太陽熱能進行水加熱與蒸發的蒸發層。水蒸氣被輸送到盒子的下半部,冷凝層則將水蒸氣空氣冷卻成不含鹽分的飲用水。研究人員將整個箱子傾斜地放入一個大的空容器中,並連接一根從盒子上半部穿過容器底部的管子讓容器漂浮在鹽水中,藉由此結構自然地迫使鹽水通過管道進入盒子,盒子的傾斜與來自太陽的熱能相互作用,進而形成水漩渦。小渦流可讓鹽分不會沉澱、堵塞,且俾使水接觸上方的蒸發層並保持循環。

此外,研究團隊試作了1層、3層、10層等數個裝置,並以天然海水、7倍鹽分等不同鹽分濃度的水進行了性能測試。經實驗確認,若每層擴大至1平方公尺,每小時最多可生產5公升飲用水,且此裝置可在數年內鹽分無堆積的情況下進行海水淡化。由於是一項長壽命且運作無需電力的系統,研究團隊認為系統運行的總成本低於美國生產自來水的成本。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/231026_desalination-system.html
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