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  獲得清潔水源是世界上最緊迫的問題之一。近日紐約州立大學布法羅分校甘巧強教授團隊提出了一種利用陽光凈化水質(zhì)的技術(shù)。該團隊創(chuàng)建了一種使用黑色碳紙生產(chǎn)以近乎完美的效率凈化水質(zhì)的裝置。

  太陽能蒸餾器已經(jīng)存在數(shù)千年了，可以追溯到亞里士多德。這種蒸餾器依據(jù)蒸發(fā)原理工作：在一個太陽能蒸餾器中，海水、臟水等被放置在一個透明的塑料容器內(nèi)，它可以像聚乙烯袋一樣簡單，并且放置在陽光下。陽光促進蒸發(fā)。隨后水蒸氣上升，與較薄的塑料接觸，并冷凝成液體。然后水滴被收集到儲水器中。問題是，這個過程效率并不高。

  甘教授表示：“通常，當太陽能被用來蒸發(fā)水分時，由于熱量流失到周圍環(huán)境中，一些能量被浪費掉了。這使得這個過程的效率低于100％。我們的系統(tǒng)有一種從周圍環(huán)境吸取熱量的方式，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)近乎完美的效率�！�

  紐約州立大學布法羅分校的這項研究獲得了美國國家科學基金會（NSF）的資助�！爱斈闩c在災區(qū)工作的政府官員或非營利組織談話時，他們想知道：‘你每天能產(chǎn)生多少水？'' 我們有一個提升日常表現(xiàn)的戰(zhàn)略，”研究人員表示。“由于太陽能蒸餾器仍然是迷你冰箱的大小，我們估計我們每天可以產(chǎn)生10到20升的清潔水�！�

  研究人員通過使用一張呈倒V字形的黑色碳紙工作。黑色碳紙的底邊放置在水中，像餐巾紙一樣吸收液體。當陽光照射到黑色碳紙時，它會升溫，促進蒸發(fā)。同時，黑色碳紙的角度可以防止光線直接照射，因此不會過熱。其結(jié)果是水快速蒸發(fā)，導致其冷卻到其周圍空氣的溫度以下，從而向系統(tǒng)吸收更多能量。這增加了蒸發(fā)循環(huán)的效率并產(chǎn)生更多的水蒸氣用于收集。

  這個概念并不新鮮，但布法羅團隊領(lǐng)先的地方是避免使用其他版本中使用的昂貴材料。甘教授表示：“大多數(shù)從事太陽能蒸餾技術(shù)的團隊正在努力開發(fā)先進的材料，如金屬等離子體和碳基納米材料。我們專注于使用極低成本的材料，并且仍然能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)紀錄的性能。”

  該團隊已經(jīng)創(chuàng)立了一家名為Sunny Clean Water的初創(chuàng)公司，計劃將該技術(shù)商業(yè)化，并利用來自NSF小企業(yè)創(chuàng)新研究計劃的支持創(chuàng)建了一個太陽能凈水器原型。

  該研究發(fā)表在《Advanced Science》雜志上 。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201800222