一項來自韓國烏爾山科學技術院(Ulsan National Institute of Science & Technology, UNIST)的研究團隊,最近開發出一種新技術,能夠利用陽光來蒸發海水並生成潔淨的飲用水。這項技術不依賴外部電力,而是通過太陽能海水淡化技術來進行。與傳統方法相比,這種技術在生產淡水的過程中極大地降低了碳排放,並提供了一種可持續的解決方案。研究團隊選用了 La0.7Sr0.3MnO3 這種氧化物鈣鈦礦作為高效的光熱材料,以實現該技術的核心功能。
這項技術成功克服了海水淡化過程中常見的鹽積聚問題。研究人員指出,這種氧化物鈣鈦礦能夠通過形成內帶陷阱態,將太陽能轉換為熱能,促進光激發電子和空穴的非輻射復合,從而增強熱釋放。研究團隊設計了一種設備,以單向流體流動的方式有效地將鹽推至光熱材料的邊緣,顯著減少了污垢的形成和光線的遮擋。根據發表於《先進能源材料》期刊的研究,這種設計與 La0.7Sr0.3MnO3 的結合,達到了每平方米每小時 3.40 公斤的蒸發率,且在複雜環境中仍具備良好的抗污能力。
這項研究展示了一種突破性的方式,旨在通過先進材料工程和智能設計來提高太陽能海水淡化的效率和耐用性。該系統的蒸發率達到了 3.40 公斤每平方米每小時(約 3.4 升),遠超自然陽光下常見的 0.3 至 0.4 公斤每平方米每小時的水平。耐用性測試顯示,該系統在含鹽量高達 20% 的濃鹽水中穩定運行了兩周,該濃度甚至超過了正常海水的鹽度。研究的第一作者 Dr. Saurav Chaule 表示,這種逆 L 形的蒸發器提供了一種可持續的淡水生產方案,並在環保資源回收方面具有潛在應用,譬如鹽的收集。
該創新設計通過單向流體流動將鹽積聚引導至光熱材料的邊緣,從而解決了抗污問題。研究人員指出,這一研究顯示了氧化物鈣鈦礦在下一代太陽能海水淡化技術中的潛力,提供了可持續的淡水生產解決方案。教授 Ji-Hyun Jang 強調,「通過將創新的結構設計與鈣鈦礦基光熱材料結合,我們開發出了一種成本效益高、無需電力的設備,能夠每小時生產 3.4 公斤的淡水。這一突破為全球水資源短缺危機提供了實際和可擴展的解決方案。」研究人員還建議,在未來可以設計出一個穩定的蒸發器系統,並可能在一個大型單模組中整合多個逆 L 形的太陽蒸發器。




