加拿大滑鐵盧大學(University of Waterloo)與香港理工大學共同開發了一項可利用93%的太陽能以海水生產飲用水之製造裝置。
既有海水淡化技術係透過將海水通過薄膜將鹽分予以分離,但需要能源密集轉換而容易出現運轉上的問題。尤其是聚積在設備表面的鹽分須頻繁維護處理,進而妨礙連續運作。對此問題,研究團隊從自然的水循環過程獲得啟發,開發了一項模仿樹木從根部傳輸水分到葉子之機制的裝置。
新裝置由發泡鎳(Nickel Foam)表面上的多孔質聚多巴胺層(Polydopamine)與熱響應孢粉質層(Sporopollenin)組成。多孔聚多巴胺層發揮光熱轉換與微小水路的作用,熱響應孢粉質層則可發揮切換水路的作用。當吸收陽光至高溫後,熱響應孢粉質層即成為超疏水性狀態,將水引導到多孔質聚多巴胺的微小水路並促進蒸發過程。由於鹽分累積而變成低溫後,熱響應孢粉質層變成親水性,吸收大量水並促使累積的鹽分逆流。
新裝置在封閉系統中有效地讓水蒸發、冷凝,進而消除鹽分的蓄積,且有別於既有技術,無須維護即可連續運作。實驗中,以每平方公尺面積照射之93.9%太陽能每天可從海水中生成約20公升淡水,其效率相當於既有技術的5倍。由於新裝置便於攜帶,非常適用於不易獲得淡水的偏遠地區。為實現新技術的大規模化,今後研究團隊將展開可佈署於海上之試作機測試。