太阳能或将助力实现海水淡化？

長期以來，由于淡水資源匮乏和海水淡化成本高昂，我們無法克服這一困難。然而，最近聽說美國科學家使用普通的納米炭黑顆粒僅通過太陽能實現海水淡化。這是什麽手術？

據報道，美國萊斯大學的研究人員在新一期《國家科學院學報》上報道，這是萊斯大學納米技術水處理中心的第一項重大創新，它将膜蒸餾技術與納米光子學相結合，在一層聚合物材料中加入納米顆粒，可以使海水淡化濾膜吸收陽光，海水自熱功能使海水淡化過程無需電。

研究人員使用市場上常見的納米炭黑顆粒和多孔聚合物來開發一層特殊材料，該材料被放置在濾膜表面。這層材料可以吸收80%的太陽能，并且隻能通過太陽能加熱海水和産生水蒸氣。

由于這種膜蒸餾技術不需要将海水加熱至沸騰狀态，因此其能耗低于傳統的熱蒸餾。如果大規模使用，節省的成本一定相當可觀。那麽爲什麽淡水資源如此稀缺呢？海水淡化需要經過什麽過程？傳統技術是什麽樣的？讓我們看一看！

我們常說我們的地球是一個水球。到處都是水，但人類生存和發展的淡水卻很少。世界97%的水是無法飲用、灌溉或洗滌的海水，其餘3%的淡水絕大多數被凍結在極地和山區的冰雪中。埋藏在地下、懸浮在空氣中的淡水不能直接使用。

海水淡化是人類數百年來追求的夢想。早在世界航海時代，英國王室就爲經濟的海水淡化方法提供了獎勵，但到目前爲止，還沒有人收到過這種獎勵。到目前爲止，雖然有320多種海水淡化方法，但都沒有達到獎勵中規定的“質優價廉”标準。

但“優質低價”和“成本效益”也是相對的。利用石油作爲能源，海水産生的淡水可能比石油更貴，但在某些情況下仍然值得。例如，在偉大的航海時代，蒸餾器被用于航海船隻的緊急情況。在船舶時代，幾乎所有遠洋商船和戰鬥艦都安裝了應急海水淡化設備。

此外，一些小島嶼在國防、科學研究和資源開發方面發揮着重要作用。爲了保障島内居民的生活,除了從大陸輸送淡水外,還需要安裝昂貴的海水淡化裝置。〔1002〕〔1000〕中東是油氣資源豐富、經濟發達的地區，大部分是幹旱荒漠區。在這樣一個地區，水比油貴并不被認爲是不經濟的。他們花費一些石油和金錢大規模淡化海水，供應人們的生活，澆灌樹木、花卉和美化環境。他們認爲這是值得的。

自20世紀50年代以來，海水淡化作爲一種實用技術發展迅速。在已開發的20多種海水淡化技術中，蒸餾、電滲析和反滲透已達到工業規模生産和應用。

電滲析脫鹽是使用特制薄膜實現的。

在電的作用下，海水中鹽類的正離子通過正膜到達陰極，但不能通過負膜停留。負離子通過陰膜到達陽極，不能通過陽膜停留。這樣，交換鹽離子的管道中的海水變成淡水，鹽離子留在管道中的海水變成濃鹽水。