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納米黑金材料: 給它一束陽光,還你一方凈水

時間:2019-06-28 12:55:13 來源:科技日報 作者:張曄

只要有太陽,就能淡化海水、凈化污水;從可見光到紅外光,像黑洞般“遇”光就吸收,光吸收效率達99%、光熱轉化效率高達90%以上,水凈化效率領先全球……

記者近日從南京大學獲悉,該校朱嘉教授團隊研發成功的一種 “納米黑金”材料,目前正在江蘇沿海某縣建設500噸級海水淡化生產線,使用該技術后,海水淡化前后鹽度降低4個數量級,產水速度快、產水質量高、適用于各種水質,并且不需要其它能耗,只需太陽能即可。

移動水堡模型圖示

光蒸餾過程(左圖)與界面加熱技術(右圖)

在南京大學現代工程與應用科學學院實驗室里,記者看到了這款納米材料做成的斗笠狀、直徑60厘米的便攜式太陽能海水凈化裝置移動水堡。把它放在污水表面,太陽照射后,納米材料吸收陽光并轉化為熱能,產生水蒸氣,蒸餾得到的純凈水順著斗笠壁收集到凈水袋中。在夏天光照好時,每平方米每小時就能收集凈水1升,遠超市面上同類產品。

支撐這套裝置背后的核心技術叫作“納米黑金”。這項技術的發明人是南京大學朱嘉教授帶領的科研團隊。團隊實驗中意外出現了一面金色一面黑色的材料,經過半年的反復實驗論證,團隊發現了世界上吸收光能力最強的納米金屬材料。此材料是一種光吸收波段寬(400nm10μm)、光吸收效率高(>99%)、光熱轉換效率高(>90%)的吸收體。

有統計數據顯示,到2030年,我國沿海地區淡水資源缺口將達到214億立方米/年。這相當于河北省一年的用水總量。海水淡化無疑將成為沿海缺水地區的重要選擇。光熱海水淡化技術的特點就是不需要外部能量輸入,只需要太陽能,能耗低、成本低、多種水質都適用。

朱嘉介紹說,納米黑金強大的光熱轉換能力,特別適合用于太陽能海水淡化、污水凈化,經過嚴格檢測,凈化后水質可達到世界衛生組織和我國飲用水標準。如果這種材料被廣泛應用,不僅不用建大型水處理廠,不造成能源消耗,還能把傳統的太陽能轉化效率翻倍提高,讓高效太陽能海水淡化的產業化成為可能。

世界頂級學術期刊《科學》專門報道稱,“這項新的水純化技術可以為世界解渴”。越南、巴基斯坦等國的機構也紛紛寄來需求信咨詢,朱嘉也因此作為科技先鋒,入選麻省理工科技評論評出的全球35名35歲以下創新者榜。

今年4月,他的團隊在第47屆日內瓦國際發明展上捧回特別嘉許金獎。

目前,該團隊已開發大規模生產工藝,可被廣泛用于海灘曬鹽、印染污水處理、采油采氣廢水處理等多個水處理相關領域。

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