这种太阳能海绵直接从海洋中抽取饮用水
地球上的大部分水都在海洋中，太咸了，喝不了。 海水淡化厂可以使海水可饮用，但它们需要大量能源。 现在，研究人员报告在ACS能源快报已经开发出一种类似海绵的材料，具有长而微小的气穴，利用阳光和简单的塑料盖将咸水变成淡水。 一项户外概念验证测试成功地在自然阳光下生产了饮用水，向低能耗、可持续的海水淡化迈出了一步。 ：这并不是科学家第一次创造利用阳光作为清洁或淡化水的可持续能源的海绵材料。 例如，一种受丝瓜络启发的孔隙内含有聚合物的水凝胶在铬污染的水上进行了测试，当被太阳加热时，水凝胶通过蒸发迅速释放出可收集的清洁水蒸气。 但是，虽然水凝胶是柔软的并且充满液体，但气凝胶更坚硬，含有固体孔，可以输送液态水或水蒸气。 气凝胶已作为海水淡化手段进行了测试，但它们受到其蒸发性能的限制，蒸发性能会随着材料尺寸的增加而下降。 因此，沈习及其同事想要设计一种多孔海水淡化气凝胶，在不同尺寸下都能保持其效率。 研究人员制作了一种含有碳纳米管和纤维素纳米纤维的糊状物，然后将其3D打印到冷冻表面上，让每一层在之前凝固下一个被添加。 这个过程形成了一种海绵状材料，具有均匀分布的微小垂直孔，每个孔宽约 20 微米。 他们测试了这种材料的方形碎片，尺寸从 0.4 英寸宽（1 厘米）到约 3 英寸宽（8 厘米）不等，发现较大的碎片通过蒸发释放水分的速度与较小的碎片一样有效。 在一次户外测试中，研究人员将材料放入一个装有海水的杯子中，并被覆盖一个弯曲的透明塑料盖。 阳光加热海绵状材料的顶部，仅蒸发水，而不是盐，蒸发成水蒸气。 蒸汽以液体的形式聚集在塑料盖上，将现在干净的水移动到边缘，在那里滴入杯子下方的漏斗和容器中。 在自然阳光下 6 小时后，系统产生约 3 汤匙饮用水。 “我们的气凝胶允许任何尺寸的全容量海水淡化，”Shen 说，“这提供了一个简单的、用于无能化海水淡化的可扩展解决方案，以生产清洁水。 作者感谢国家自然科学基金委员会、香港特别行政区研究资助局、香港特别行政区环境及自然保育基金和香港理工大学的资助。