作者:沈春蕾,张若娴 来源:中国科学报 发布时间:2025/5/26 20:35:48
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“糖葫芦”让海水淡化降本增效

 

5月18日,在浙江省第十九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛决赛中,浙江理工大学参赛项目“蒸蒸日上——海水淡化用自适应光驱动球形海水蒸发器”获金奖。

该项目带队老师、浙江理工大学教授余厚咏告诉《中国科学报》,海水淡化是近年来应对全球水资源短缺的一项重要研究领域,业内比较熟知的方法是利用光热界面太阳能蒸发的热法淡化。

然而,相关研究者发现上述传统的提取方式存在提取效率低、不稳定性、成本高等问题,因此无法做到可持续和大规模实际应用。为解决这一问题,余厚咏团队联合上海交通大学副教授刘彦男团队研发了一种核-壳结构自浮式3D球形海水蒸发器。

余厚咏介绍,这款球形海水蒸发器的研发受到糖葫芦外观的启发,拥有3层结构——整个小球以超轻球形膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫为核心材料,就好比糖葫芦的山楂核,确保球形海水蒸发器可以漂浮起来;在泡沫周围均匀包覆着纤维素水凝胶外壳,也就是糖葫芦的山楂肉,用来导水;而最外层为聚吡咯(PPy),就好比糖葫芦的糖衣,作为太阳能吸收层,进一步增强了蒸发性能。

谈及3D球形海水蒸发器是怎么工作的?余厚咏解释,将3D球形蒸发器放入需要净化的海水中,通过太阳的照射,球形蒸发器的顶部会蒸馏出海水的盐分,盐分重量达到一定程度,球形蒸发器会进行自旋转,带有盐分的球体会转向下方,从而达到球形蒸发器不间断提取作业。

实验表明,这一设计不仅提高了蒸发器太阳能海水蒸发效率,而且使蒸发器能够在不同太阳入射角下保持高效运作,还具备盐自清洁能力,能够持续执行海水蒸发过程。

“我们团队正在研发自供电的3D球形海水蒸发器,以达到24小时全天工作状态。”余厚咏透露,接下来团队也将会利用更多材料来更新迭代球形结构,以在未来适用于更多的生活净水场景。

 
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