麻省理工學院(MIT)的工程師們創造了一種新的海水淡化系統,該系統利用太陽能,無需備用電池。這一新系統由阿莫斯-溫特教授領導的團隊設計,可根據太陽的自然節律運行。 當日照增加時,海水淡化過程加快;當云層從頭頂掠過時,海水淡化過程自動調整輸出。
這種反應能力與出色的效率相結合,該技術平均能利用太陽能電池板產生的 94% 以上的電能。 該系統的產量也令人印象深刻,其原型每天可生產多達 5000 升潔凈水。
也許最值得注意的是,該系統無需電池即可運行,這使其有別于通常依賴儲能的傳統海水淡化系統。
"傳統的海水淡化技術需要穩定的電力,需要電池儲能來平滑像太陽能這樣的可變電力來源。 "溫特說:"通過與太陽同步不斷改變耗電量,我們的技術可以直接有效地利用太陽能來制水。"
麻省理工學院團隊的發明建立在電滲析的基礎上,電滲析是一種利用電場去除水中鹽離子的方法。 該系統由水泵、離子交換膜堆和太陽能電池板陣列組成。
其與眾不同之處在于它的控制策略,即"流量指令電流控制"。 該系統可以每秒多次動態調整脫鹽率,通常每秒更新三到五次。 當系統檢測到可用電力過剩時,它就會做出反應,提高通過電滲析堆的水泵速度。 與此同時,它還會將多余的太陽能轉用于放大電滲析堆內的電流。
麻省理工學院的工程師們在實際條件下對他們的發明進行了測試,在新墨西哥州的地下水井中部署了一個社區規模的原型,在多變的天氣條件和不同的水質下運行了六個月。 原型機為一個約 3000 人的小社區提供了足夠的水。
對于海水和電網供電有限的內陸社區來說,這項技術可能會改變游戲規則。 它尤其適合淡化咸水地下水,因為咸水地下水比淡水地下水資源更為普遍。
"實際上,大多數人的居住地離海岸線很遠,海水淡化根本無法到達。 因此,他們嚴重依賴地下水,尤其是在偏遠的低收入地區。 "麻省理工學院機械工程專業博士生喬納森-貝塞特(Jonathan Bessette)說:"不幸的是,由于氣候變化,地下水的鹽度越來越高。"
麻省理工學院團隊計劃進一步測試并擴大該系統的規模,旨在為更大的社區甚至整個城市提供低成本的太陽能飲用水。研究人員還準備在未來幾個月內成立一家公司,希望把這些系統推廣到世界各地有需要的地區。
研究人員的論文發表在《自然-水》上。
這項研究得到了美國國家科學基金會、朱莉婭-伯克基金會和麻省理工學院晨邊設計學院的部分支持。 威立雅水務技術與解決方案公司和Xylem Goulds公司也提供了實物支持。
作者: 來源:cnBeta.COM
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