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行業(yè)動態(tài)

南京大學(xué)朱嘉教授成功將納米技術(shù)應(yīng)用于海水淡化

2019-01-25 14:33:06 小沐管家 0

隨著社會發(fā)展,淡水資源變得越發(fā)匱乏,水資源短缺正成為全球需要共同面對的挑戰(zhàn)。光熱蒸汽技術(shù)以太陽能和海水為原料,為清潔水資源的生產(chǎn)提供了一條路徑。然而,傳統(tǒng)的塊體光熱蒸汽技術(shù)由于產(chǎn)水效率較低(約40%),難以滿足實際需求。

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人口不斷增長,城市日漸增多和擴(kuò)張,各地用水量不斷增多。據(jù)聯(lián)合國估計,1900年,全球用水量只有4000億立方米/年,1980年為30000億立方米/年,1985年為39000億立方米/年。到2000年,水量需增加到60000億立方米/年。其中以亞洲用水量最多,達(dá)32000億立方米/年,其次為北美洲、歐洲、南美洲等。約占世界人口總數(shù)40%的80個國家和地區(qū)約15億人口淡水不足,其中26個國家約3億人極度缺水。更可怕的是,預(yù)計到2025年,世界上將會有30億人面臨缺水,40個國家和地區(qū)淡水嚴(yán)重不足。

納米技術(shù)(nanotechnology),也稱毫微技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1納米至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù)。1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后,誕生了一門以1到100納米長度為研究分子世界,它的最終目標(biāo)是直接以原子或分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。因此,納米技術(shù)其實就是一種用單個原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。

在“納米科技”重點專項“表面等離激元高效光熱轉(zhuǎn)換機(jī)理、器件及太陽能熱利用”項目支持下,南京大學(xué)朱嘉教授團(tuán)隊將氧化鋁多孔模板與金屬納米顆粒自組裝技術(shù)結(jié)合,創(chuàng)新性地設(shè)計了一種新型吸收體材料,在400nm到10μm波段具有99%的太陽光吸收效率。結(jié)合新型界面光熱轉(zhuǎn)換設(shè)計,將這種材料應(yīng)用到海水淡化上,光熱蒸汽轉(zhuǎn)化效率可達(dá)90%,并且水質(zhì)可以滿足WHO的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,該團(tuán)隊進(jìn)一步實現(xiàn)蒸汽焓存儲利用和太陽能水電聯(lián)產(chǎn),依靠太陽光和自然水源兩種地球上最充沛的資源,即可實現(xiàn)潔凈水和電的聯(lián)產(chǎn)。同時,該團(tuán)隊也將界面太陽能蒸汽技術(shù)創(chuàng)新性地推廣到了污水處理、滅菌等領(lǐng)域,取得了較好的結(jié)果。


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