获得清洁水源是世界上最紧迫的问题之一。近日纽约州立大学布法罗分校甘巧强教授团队提出了一种利用阳光净化水质的技术。该团队创建了一种使用黑色碳纸生产以近乎完美的效率净化水质的装置。

  太阳能蒸馏器已经存在数千年了，可以追溯到亚里士多德。这种蒸馏器依据蒸发原理工作：在一个太阳能蒸馏器中，海水、脏水等被放置在一个透明的塑料容器内，它可以像聚乙烯袋一样简单，并且放置在阳光下。阳光促进蒸发。随后水蒸气上升，与较薄的塑料接触，并冷凝成液体。然后水滴被收集到储水器中。问题是，这个过程效率并不高。

  甘教授表示：“通常，当太阳能被用来蒸发水分时，由于热量流失到周围环境中，一些能量被浪费掉了。这使得这个过程的效率低于100％。我们的系统有一种从周围环境吸取热量的方式，使我们能够实现近乎完美的效率。”

  纽约州立大学布法罗分校的这项研究获得了美国国家科学基金会（NSF）的资助。“当你与在灾区工作的政府官员或非营利组织谈话时，他们想知道：‘你每天能产生多少水？'' 我们有一个提升日常表现的战略，”研究人员表示。“由于太阳能蒸馏器仍然是迷你冰箱的大小，我们估计我们每天可以产生10到20升的清洁水。”

  研究人员通过使用一张呈倒V字形的黑色碳纸工作。黑色碳纸的底边放置在水中，像餐巾纸一样吸收液体。当阳光照射到黑色碳纸时，它会升温，促进蒸发。同时，黑色碳纸的角度可以防止光线直接照射，因此不会过热。其结果是水快速蒸发，导致其冷却到其周围空气的温度以下，从而向系统吸收更多能量。这增加了蒸发循环的效率并产生更多的水蒸气用于收集。

  这个概念并不新鲜，但布法罗团队领先的地方是避免使用其他版本中使用的昂贵材料。甘教授表示：“大多数从事太阳能蒸馏技术的团队正在努力开发先进的材料，如金属等离子体和碳基纳米材料。我们专注于使用极低成本的材料，并且仍然能够实现创纪录的性能。”

  该团队已经创立了一家名为Sunny Clean Water的初创公司，计划将该技术商业化，并利用来自NSF小企业创新研究计划的支持创建了一个太阳能净水器原型。

  该研究发表在《Advanced Science》杂志上 。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201800222