比你家水费还便宜!沙特发明的海水淡化装置,一吨水只需要3毛钱

水资源问题一直是困扰人类的威胁之一,虽然地球有71%的被水面覆盖,但是绝大部分的水都是海水,人类不能直接饮用。

地球上的水总体积约有13亿8600万立方千米,其中96.5%分布在海洋,淡水只有3500万立方千米左右。若扣除无法取用的南北极冰川和高山顶上的冰冠,以及分布在盐碱湖和内海的水量,陆地上淡水湖和河流的水量不到地球总水量的 1% 。

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而地球上淡水的分布又极其不均匀,降水稀少的中东地区和非洲地区水资源严重短缺。虽然我国的总体水资源量并不少,但是人均占有量只有世界人均水量的1/4,并且呈现南多北少的分布状况。

全世界受到水资源威胁的人口达到80%,全世界大概有半数以上的国家和地区缺乏饮用水,特别是非洲和经济欠发达的地区和国家。

每年因为缺水造成的经济损失也是数不胜数,水资源对人类的威胁越来越大。

虽然中东地区的很多国家采取海水淡化的方法,但是海水淡化的成本太高,导致海水淡化一直没有普遍大量商用。

随着世界各国对水资源的需求越来越大,导致水资源现状越来越严峻。传统电力生产通常需要大量用水,反过来,净水厂也需要消耗大量的电力资源。如何做到在不浪费电的情况下,获得大量的清洁水资源呢?

其实取用海水淡化一直是科学界的共识,因为毕竟海水几乎是取之不尽用之不竭的,但是如何实现高效、低成本的淡化海水才是科学家研究的重点。

面对水资源的日益短缺,沙特阿拉伯某科研人员结合了现有的两种太阳能驱动技术——太阳能和多级膜蒸馏,发明了一个太阳能装置,这个太阳能装置的神奇之处在于它可以一边产生清洁水源一边发电,对于缓解干旱和半干旱地区能源及清洁水源短缺的问题来说简直就是一举两得。

因为沙漠地区的太阳光热充足,日照时间长,在发电的同时就能淡化海水,不仅能解决电力的需求,还能最大程度缓解水资源短缺的问题。

也许有人问,这个装置是如何工作的?

其实它利用太阳能散发的热量作为驱动力,太阳能电池受光照后,将太阳能转化为电能和热能。热量通过导热层被蒸发层中的水吸收后产生水蒸气并向下扩散至冷凝层冷凝,释放热量。所释放的热量经过冷凝层底部的导热层传送至下一级并作为下一级的热源进行蒸发、冷凝。

这种装置只需要相对较低的温度就能完成蒸馏和淡水收集。它是一种三级膜蒸馏组件,将它固定在太阳能电池板的背面,利用太阳能电池板散出的热量进行蒸馏和淡水的收集,从而完成了膜蒸馏技术和太阳能利用技术的有机结合。

这项研究实现了同时产电产水,不仅大大提高了太阳能的利用率,普及之后还会解决很多地区淡水资源缺乏的困境,并且这种装置所淡化水资源十分廉价,据悉,每吨水只需要3毛钱,建成之后基本可以一劳永逸,基本可以解决很多地区水资源短缺的问题。

例如沙特沿海地区,淡水资源匮乏但是阳光充足,因此在这些地区光伏产水具有重要的应用前景。

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