咸水淡化新技术 只需太阳能

【大纪元2012年06月12日讯】（大纪元记者林哲华编译报导）荷兰最近发表了一项新的咸水淡化技术，这项技术的一大优点在于低成本，1.2伏特的直流电源就可使用，只需要用太阳能电池的电压就可进行淡化。由于靠太阳能发电就能供应，可利用在偏远地区，而且还可以长久多次的使用。



据phys.org网站报导，荷兰瓦格宁根大学（Wageningen University）及可持续用水技术研究中心（Centre of Excellence for Sustainable Water Technology）研究人员解释，咸水淡化主要有两种方式，一种是把纯水分子从咸水中分离，如蒸馏和逆渗透；另一种是把咸水中的盐离子移走，也就是去离子（deionization）的技术。



研究人员采用的是第二种方法，将钠离子和氯离子移走。他们设计出一种装置，里面有石墨制的线，表面上有多孔性的碳电极层，两条线一条正极一条负极，在塑胶夹具上间隔一点距离以铜片嵌住。



他们将几组石墨线对浸在盐水里，在铜片上接上外部电源，每对石墨线间只有1至2伏特的电位差，一条作阴极吸引带正电的钠离子，其他的为阳极吸收带负电的氯离子，这两种离子会暂时储存在碳电极涂层的孔洞上，直到拿出石墨线放到特殊溶液里再浸到另一容器的咸水中，关闭外部电源，这些离子才会被释放出来。经过8次这种循环后，原先盐分浓度20毫莫耳(mM) 的盐水降到了7毫莫耳，一般可饮用水的要求是低于15毫莫耳。



研究人员测试了多孔性的碳电极的使用次数极限，发现使用了数万次后也未出现衰退，这项优点归因于此技术不是靠化学反应，而是用物理的方式将离子移到电极层的细孔中再释放，不会因为多次使用后就失去功用。



不过他们表示，对于海水(盐分浓度超过500mM)的淡化仍应以蒸馏或逆渗透为主，这项新技术无法用于盐分浓度太高的水中，应用在地下水或需要移除重离子的地方比较合适。而且，在阴极的石墨线上增加第二层阳离子薄膜可以避免钠离子阻挡氯离子的解吸附，而在阳极的石墨线上加阴离子薄膜也有相同的情况，可以增加淡化的效率。



此外，配合自动化及平行阵列的布置就可以将这项技术用于大型水池，未来的计划是利用薄膜进行其他实验，他们预测这些改善可以增加到80%的淡化率。



这项研究刊登在最近一期的物理化学快报(Physical Chemistry Letters)杂志上。



（责任编辑：林文）