仅使用太阳能从咸水淡水

大卫·露丝
713-348-6327
david@rice.edu

玉博伊德
713-348-6778
jadeboyd@rice.edu

仅使用太阳能从咸水淡水

模块化,离网海水淡化技术可以提供家庭,城镇

休斯敦 - (2017年6月19日) - 联邦资助的研究工作带来革命性水处理取得了离网技术,使用的能量从单独的阳光把海水变成新鲜的饮用水。脱盐系统,它采用膜蒸馏工艺和捕光纳米光子学的组合,是从中心纳米技术启用水处理(第一主创新蝾螈),基于赖斯大学的多机构工程研究中心。

A scaled up test bed of 蝾螈's direct solar desalination technology

蝾螈的直接太阳能海水淡化技术的这一比例高达试验台采用炭黑纳米粒子的阳光能量的转换高达80%转化为热能。从早期的原型结果表明,该技术可以每太阳膜平方米每小时可生产多达6升淡水。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

蝾螈的“纳米光子学启用太阳能膜蒸馏”的技术,或nesmd,联合收割机尝试和真正的水处理方法与尖端纳米技术,其将太阳光的热量。技术说明 本周在线 在科学的国家科学院院刊。

超过18,000的海水淡化厂在150个国家开展业务,但蝾螈的海水淡化技术是用任何其它今天不像。

“直接太阳能海水淡化可能是一个改变游戏规则的一些估计的十亿人谁无法获得干净的饮用水,说:”太阳城网站网址科学家和水处理专家 李麒麟,该研究的通讯作者。 “这离网技术能够在一个紧凑的面积适合家庭使用提供足够的洁净水,并且可以扩大到较大的社区提供水。”

Rice University researchers 内奥米·哈拉斯, 李麒麟, Peter Nordlander, Seth Pederson, Alessandro Alabastri and Pratiksha Dongare with a scaled up test bed of the direct solar desalination system.

莱斯大学的研究人员(左起)内奥米·哈拉斯,麒麟李,彼得nordlander,赛斯佩德森,亚历山德罗alabastri和pratiksha dongare与蝾螈中心的直接太阳能海水淡化系统的扩大规模试验台。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

用于从咸水使淡水最古老的方法是蒸馏。盐水沸腾,并且蒸汽被捕获并通过聚光线圈运行。蒸馏已经使用了几个世纪,但它需要复杂的基础设施和能量是低效由于热量需要煮沸水并产生蒸汽的量。操作水蒸馏厂的一半以上的成本是能源。

一种新兴的技术,海水淡化 膜蒸馏,其中热盐水横跨一侧流过的多孔膜的和冷的淡水横跨其他流动。水蒸汽通过膜自然垂落从热到冷的一面,而且因为海水不必煮沸,能源需求小于他们将传统的蒸馏。然而,能源成本仍然显著,因为热量不断地从膜到冷的热端丢失。

内奥米·哈拉斯

内奥米·哈拉斯

“不同于传统的膜蒸馏,从规模提高效率nesmd好处,说:”赖斯 内奥米·哈拉斯,在纸上相应的作家和领袖 蝾螈的纳米光子学 研究工作。 “它只需要很少的能量抽最佳馏分转化,并有多种方式,我们可以进一步优化技术,使其更加高效。”

蝾螈的新技术建立在研究 在哈拉斯的实验室 创建工程纳米颗粒是收获阳光的高达80%,以产生蒸汽。通过添加低成本,可商购的纳米颗粒的多孔膜,蝾螈已基本上变成了膜本身成单面加热元件单独加热水,以驱动膜蒸馏。

“的水净化膜直接,太阳能驱动的海水淡化内光热加热功能一体化净水器中打开新的机会,说:”耶鲁大学的 梅纳赫姆“MENY”利米勒,新的研究和蝾螈对膜工艺的首席研究员的合着者。

A graphic illustration comparing traditional membrane distillation and nanotechnology-enabled solar 膜蒸馏

在传统的膜蒸馏(顶部),热盐水被穿过多孔膜的一侧流动,冷淡水横跨其他流动。水蒸汽通过膜自然垂落从热到冷侧。在蝾螈的“启用纳米技术太阳能膜蒸馏,”或nesmd(底部),日光活化的炭黑纳米粒子的多孔层用作该过程的加热元件。 (图像礼貌第dongare / Rice大学)

在PNAS的研究中,研究人员根据有关三种邮票,只需几毫米厚的尺寸nesmd室测试证明提出的概念的结果。在腔室内的蒸馏膜包含注入多孔聚合物炭黑纳米颗粒的一个特别设计的顶层。当暴露于太阳光的光捕获纳米颗粒加热的膜的整个表面。盐水的薄的半毫米厚的层流顶上碳黑层,和冷淡水流下面流动。

李莱斯蝾螈的先进的治疗试验台的负责人表示,产水率,通过浓缩的阳光大大增加。 “强度起身时的透镜是由25倍用于聚集太阳光每米17.5千瓦平方,而水产量提高到6升左右每小时每米平方。”

李鹏说,蝾螈的研究小组已经取得包含面板是约70厘米乘25厘米一个更大的系统。最终,她说,蝾螈的希望产生一个模块化系统中,因为他们需要根据自己的日常用水需求的用户可以订购多达面板。

“你可以组装这些结合在一起,就像你一个太阳能场中的面板,”她说。 “这取决于你所需要的产水率,你可以计算出你需要多少膜面积需要。例如,如果你需要每小时20升,并且面板生产每平方米每小时6升,你会在3平方米面板的订购一点点“。

李麒麟

李麒麟

由美国国家科学基金会于2015年成立,蝾螈的目的是开发紧凑,移动,离网的水处理系统,可以对数以百万计的人谁没有它,使美国提供干净的水能源生产更可持续的和符合成本效益。蝾螈,预计杠杆超过在未来十年联邦和产业支撑$ 40百万,在第一NSF工程研究中心(ERC)休斯敦,仅在得克萨斯州的第三起美国国家科学基金会于1985年蝾螈焦点开始ERC程序对人道主义应急,农村供水系统和污水处理及回用在远程站点,包括石油和天然气开采陆上和海上钻井平台的应用程序。

李是土木与环境工程,化学和生物分子工程和材料科学和纳米工程学的太阳城网站网址教授。哈拉斯是太阳城网站网址斯坦利℃。电气和计算机工程和化学,生物,物理和天文学教授和材料科学和纳米工程学的莫尔教授。利米勒是耶鲁大学的罗伯特·℃。环境与化学工程教授郭思达。

另外研究的共同作者包括pratiksha dongare,亚历山德罗alabastri,赛斯佩德森,凯瑟琳zodrow,纳撒尼尔·霍根,OARA诺依曼,金健武,王天笑和彼得nordlander,所有的大米,与耶鲁大学的阿克沙伊德希穆克。

-30-

蝾螈事实表:
//www.ilclawfirm.com/wp-content/uploads/2015/08/newt-erc-factsheet.pdf

视频,请访问:

//youtu.be/wviixqukfua

高分辨率图像是可供下载:

//www.ilclawfirm.com/files/2017/06/170623_newt-desal21-lg-1gtt35a.jpg
标题:蝾螈的直接太阳能海水淡化技术的这个比例放大试验台采用炭黑纳米粒子转换高达80%的太阳光的能量转化为热能。从早期的原型结果表明,该技术可以每太阳膜平方米每小时可生产多达6升淡水。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/06/0623_newt-graf-lg-1v3yyn7.jpg
标题:在常规膜蒸馏(顶部),热盐水被穿过多孔膜的一侧流动,冷淡水横跨其他流动。水蒸汽通过膜自然垂落从热到冷侧。在蝾螈的“启用纳米技术太阳能膜蒸馏,”或nesmd(底部),日光活化的炭黑纳米粒子的多孔层用作该过程的加热元件。 (P的图像提供。dongare / Rice大学)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/06/170623_newt-des9grp-lg-1gjiaa0.jpg
标题:莱斯大学的研究人员(左起)内奥米·哈拉斯,麒麟李,彼得nordlander,赛斯佩德森,亚历山德罗alabastri和pratiksha dongare与蝾螈中心的直接太阳能海水淡化系统的按比例放大的试验台。 (由Jeff fitlow / Rice大学照片)

//www.ilclawfirm.com/wp-content/uploads/2015/06/0629_newt-log-lg.jpg
标题:蝾螈开发移动,离网的水处理系统,可以对数百万谁缺乏它的人提供干净的水。 (莱斯大学提供)

//www.ilclawfirm.com/wp-content/uploads/2015/07/large_newtisometric.pdf
说明:信息图表描述了蝾螈的研究(由tanyia约翰逊/莱斯大学)

//www.ilclawfirm.com/wp-content/uploads/2015/12/1221_halas-058c-lg.jpg
标题:内奥米·哈拉斯(杰夫fitlow /莱斯大学的照片)

//www.ilclawfirm.com/files/2017/06/170623_newt-qilin-lg-2gvtpup.jpg
字幕:麒麟里(由Jeff fitlow / Rice大学照片)

在PNAS纸的DOI是:10.1073 / pnas.1701835114

PNAS的文章的副本,请访问: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1701835114

关于蝾螈的更多信息,请访问: //www.newtcenter.org/

关于蝾螈相关的故事:

大米,亚利桑那州立大学,耶鲁大学,UTEP赢NSF工程研究中心 - 译者: 10,2015年
//www.ilclawfirm.com/2015/08/10/rice-asu-yale-utep-win-nsf-engineering-research-center/

 

Located on a 300-acre forested campus in Houston, Rice University is consistently ranked among the nation’s top 20 universities by U.S. News & World Report. Rice has highly respected schools of Architecture, Business, Continuing Studies, 工程, Humanities, Music, Natural Sciences and Social Sciences and is home to the Baker Institute for Public Policy. With 3,879 undergraduates and 2,861 graduate students, Rice’s undergraduate student-to-faculty ratio is 6-to-1. Its residential college system builds close-knit communities and lifelong friendships, just one reason why Rice is ranked No. 1 for happiest students and for lots of race/class interaction by the Princeton Review. Rice is also rated as a best value among private universities by Kiplinger’s Personal Finance. To read “What they’re saying about Rice,” go to //tinyurl.com/riceuniversityoverview.

 

关于玉博伊德

玉博伊德是科学编辑和公共事务的莱斯大学的办公室新闻和媒体关系的副主任。