【突破】中国科学家利用太阳能高效淡化海水,转化率80%

来源:发布时间:2016-11-24 09:16:59

据新华网11月22日报道,中国研究人员21日在美国《国家科学院学报》上报告了一种高效、便携的太阳能海水淡化技术,能以高达80%的能源转换效率把海水转化成高质量的饮用水。

资料图

  资料图

创新太阳能海水淡化技术转化率高达80%

负责研究的南京大学现代工程与应用科学学院教授朱嘉介绍,他们使用的是一种太阳能海水淡化利用光蒸馏原理的技术,无需其他能量即可产生淡水,因此为理想的海水淡化方案,但由于能量转换效率较低,一直无法大规模应用。

为此,朱嘉课题组提出一种新思路,它有两大创新之处:一是利用石墨烯制成可折叠而且轻便的薄膜,用来吸收太阳能蒸馏海水,大大增加了便携性;二是让石墨烯吸收体与海水分隔开,降低热导损耗。

此外,由于在过去绝大部分工作中,吸收体与水直接接触,造成能量通过水本身的导热而耗散掉,所以需要光学聚焦、隔热等手段维持热平衡。他们设计了一个特殊的二维水通道,不让吸收体与海水直接接触,所以不需外界辅助,就能实现高效转换。

据报道,朱嘉课题组设计的是一个由泡沫聚苯乙烯制成的圆柱形热绝缘体,热绝缘体外层涂以织维素涂层构成特殊水通道,圆柱体顶部覆盖着石墨烯薄膜。工作时,织维素通过毛细作用从下部水池吸水,供给上方薄膜加热成蒸汽,进而收集淡水。

朱嘉介绍,之前光到蒸汽的能量转换效率在同等条件下一般为60%左右,而他们的装置可达到80%,转化后水质经初步检验超过世界卫生组织等国际通用标准。加上薄膜可折叠且轻便,制造成本较低,所以“应用范围大大提高”。当然,这个装置长期工作的稳定性还需要时间以及在不同应用场景下进行检验。

资料图

  资料图

水资源短缺问题严峻

水资源短缺一直是世界各国都关注的焦点问题,而我国虽然幅员辽阔,却是世界上水资源最缺乏的国家之一,人均占有量少,水患问题也多。

据公开资料显示,我国的年水资源总量为2.8万多亿吨,居世界第六位,人均水量不足2400m3,仅为世界人均水量的1/4,世界排名第110位,被联合国列为13个贫水国家之一。同时,我国水域普遍受到了不同程度的污染,降低了水资源利用的功能。全国600多个城市中,有400多个城市供水不足,100多个城市严重缺水,每年缺水量达60多亿m3。

朱嘉说,他们的这项技术或许可以为这项世界难题补充一个不同的方法和思路。面对水资源短缺的例如沙漠、海岛之类的特殊地点,贫困欠发达地区或遭受自然灾害的地方,绿色、便携、高效的水处理技术正是这类地区所急需的。

海水淡化技术尚未达到领先水平

目前,我国的海水淡化技术仍与其他国家有较大差距,而且主要用于工业。据兴业证券研究报告显示,我国国内吨水成本较高,从成本结构来看,能源成本占到吨水成本的四成到五成。国内海水淡化吨水平均成本达到5~8元,明显高于海外先进项目(以色列)的3~4元。

资料图

  以色列海水淡化处理工厂资料图

当下,走在海水淡化技术前列的国家当属以色列。尽管以色列本身的淡水资源十分缺乏,但是靠着世界领先的海水淡化技术,不仅满足了本国需要,还能向其他国家出口淡水。其中,位于以色列南部的IDE技术公司发明的反渗透法淡化海水技术最为有名,IDE公司凭借这项技术甚至被财富杂志评为2016年改变世界的企业第2名。

解决难题:政策发力企业并购

为了弥补我国国内水资源短缺问题,国务院在2012年就发布了《关于加快发展海水淡化产业的意见》,然而实际情况却不尽如人意。

据中国水网报道,2012至2015年,全国海水淡化工程规模复合年增长率仅为8.3%。发展意见中的一系列量化目标:包括到2015年,海水淡化能力达到220万-260万吨/日,对海岛新增供水量的贡献率达50%以上,对沿海缺水地区新增工业供水量贡献率达15%以上,海水淡化原材料、装备制造自主创新率达70%以上等等,都没有实现。

资料图

今年,海水淡化议题再起,出现多起国内企业主导并购海水淡化公司案例。

先是巴安水务宣布将收购瑞士水务股权,以获得源自国际巨头IDE公司的海水淡化核心技术。而后,天壕环境全资收购了拥有5个海水淡化项目,以及十多项脱盐技术的赛诺水务。8月初,巴安水务宣布将再次出手,以96.7万欧元收购德国上市公司ItN的64%股权,ItN的核心产品陶瓷平板膜可以用于海水淡化反渗透工艺的前端处理。而在8月中旬还传出,中国交通建设股份有限公司正在参与全球海水淡化巨头IDE技术公司的竞价收购,他们的非约束性报价高达43亿元人民币。

在国内技术没有进一步突破的前提下,并购其他海水淡化技术较为先进企业也不失为一个办法,但是,始终要自己掌握核心技术才有底气。朱嘉也表示,目前还需要提高太阳能海水淡化的效率,同时降低成本,才能提高适用范围。

原文链接:http://www.guancha.cn/global-news/2016_11_23_381563.shtml


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201611/24/152917.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
山东科技大学科研团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得新突破来源:中新网 发布时间:2026-06-30 10:11:41

山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。

科学家提出新策略实现高效太阳能海水淡化来源:中国科学报 发布时间:2026-06-30 10:04:52

本文报道了中科院过程工程所与深圳大学团队合作研发的一种新型太阳能海水淡化技术。研究聚焦于突破光热材料的性能瓶颈,提出“高分子穿插束缚纳米颗粒”的三维集成策略,成功构建基于中空多壳层结构(HoMS)的3D光热架构。该材料在微纳尺度呈“纳米森林”形貌,太阳光谱吸收率达90.2%,并通过纳米限域效应降低蒸发能耗45.7%,界面蒸发速率提升至38.14 kg·m⁻²·h⁻¹,较前期二维膜提高8.5倍。团队实现百克级稳定制备,并通过30天海水老化测试验证其结构稳定性。户外试验表明,装置日均产淡水20.16升,水质达WHO标准,已成功支撑5平方米农田全年作物灌溉。目前正优化冷凝效率与系统成本,推进在沿海、海岛及偏远地区的规模化应用。(199字)

中国光伏和储能发展对全球能源转型意义重大——访欧洲太阳能展主办方负责人埃尔泽塞尔来源:新华网 发布时间:2026-06-30 10:01:14

本文介绍了欧洲国际太阳能展主办方负责人马库斯·埃尔泽塞尔对中欧新能源合作的见解。他指出,中国在光伏与储能领域的规模化制造、技术迭代和产业链完善,显著降低了全球清洁能源成本,使可再生能源具备广泛市场竞争力。本届慕尼黑太阳能展中,约770家中国企业参展,凸显其在全球新能源产业链中的核心地位。随着光伏装机快速增长,电力供需的时间错配问题日益突出,储能正从辅助角色转向能源系统关键环节,推动能源转型进入强调系统整合与稳定运行的新阶段。展会呈现一体化解决方案趋势,反映行业重心由单一设备向光伏、储能、充电及能源管理协同演进。埃尔泽塞尔认为,中欧在制造效率与系统管理方面优势互补,深化合作有助于以更低成本、更高效率推进全球绿色转型。

武汉理工大学AM:无反溶剂法制备高效α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-06-22 09:35:36

本文报道武汉理工大学团队针对无反溶剂法制备α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池所面临的成核缓慢、结晶不均及溶剂化中间体干扰等关键瓶颈,提出一种基于分子偶极矩调控的添加剂策略。研究筛选出偶极矩为1.9 Debye的氟取代间苯二甲酸二甲酯衍生物(DMIP-F),其可通过与Pb²⁺、FA⁺和I⁻形成多重配位与氢键作用,显著抑制不利中间相生成,将α相主导时间从150秒以上大幅缩短至23秒,从而获得高结晶性、低缺陷密度的高质量钙钛矿薄膜。基于该工艺,无反溶剂正置结构器件实现26.28%的光电转换效率,为同类器件最高公开纪录;同时展现出优异稳定性——85℃老化1500小时后效率保持93.7%,最大功率点追踪1000小时后仍维持初始效率的90%。

全球光储最强大脑来了!“世界太阳能之父”马丁·格林确认出席2026第九届中国国际光储大会来源:通威集团 发布时间:2026-06-11 08:51:20

2026年11月17日至20日,第九届中国国际光伏与储能产业大会将在成都举行,主题为“光储相融、生态共建、链启未来”。全球光伏领域权威专家、“世界太阳能之父”马丁·格林教授确认出席,这将是他连续第四年参加该大会。作为澳大利亚新南威尔士大学教授及光伏技术产业化关键推动者,格林将围绕下一代光伏电池研发、光储融合路径及全球技术趋势发表前沿观点。他长期关注中国光储发展,曾指出中国在制造端(全产业链产能超全球80%)、应用端(光伏装机突破11亿千瓦)、技术端(专利占全球55.3%、多项效率纪录由中国企业创造)均居世界前列。其参会将进一步促进全球顶尖科研力量与中国产业市场的深度对接,助力产学研协同与绿色能源全球化进程。(199字)

阳光能源助力香港最大堆填区太阳能发电场项目,高效组件驱动绿色转型来源:阳光能源 发布时间:2026-06-02 08:46:23

本文介绍了香港将军澳新界东南堆填区太阳能发电场项目正式启用的情况。该项目是全港首个纳入“上网电价计划”的堆填区光伏项目,也是目前同类中规模最大的可再生能源设施,由阳光能源提供并安装约1850块高效单晶硅组件,年发电量达120万度,可满足360户家庭用电,年减碳53万公斤,相当于种植2万棵树。项目建于已修复堆填区斜坡,占地仅约14万平方英尺,不足该区修复土地总面积的2%,具备显著扩容潜力。文章还指出,阳光能源作为本地上市光伏企业,已参与多个香港分布式光伏项目,并将持续依托技术与服务优势,支持香港对接国家“十五五”绿色发展战略,推动闲置及修复土地向清洁能源基地转型。(199字)

报告显示,全球风能和太阳能发电量首次突破天然气水平来源:路透社 发布时间:2026-05-22 09:46:01

英国智库Ember周四分析的数据显示,今年4月,全球风能和太阳能发电总量为首个月,超过天然气发电量。埃姆伯表示,此举是一个更广泛的趋势,而非对伊朗冲突后化石燃料价格飙升的反应,但他补充说,此举正值逆风和太阳能发电正帮助许多受危机影响的国家减少对天然气进口的依赖之际。4月份,风能和太阳能共同发电占全球电力的22%,而燃气发电为20%。

爱旭高效“满屏”ABC组件重磅亮相2026菲律宾太阳能储能展来源:爱旭 发布时间:2026-05-21 08:07:49

作为全球领先的新能源科技企业,爱旭携高效“满屏”ABC组件重磅亮相本次盛会,全面展示了ABC领先技术实力,更传递了助力菲律宾及东南亚地区绿色能源转型的坚定决心。针对本地多变的区域场景与自然条件,爱旭ABC组件展现出卓越的适配性。目前,爱旭BC组件的可靠性实力已经得到菲律宾大型电站项目背书,173MW大型地面电站项目的成功落地,充分验证了爱旭组件在强台风等极端气候条件下的抗隐裂能力与长期运行稳定性,获得市场高度认可。

突破稳定性瓶颈!上海交通大学赵一新团队开发钙钛矿多智能体AI平台实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-20 08:56:33

赵一新团队开发了一种面向高效稳定钙钛矿太阳能电池设计的多智能体协同AI平台。图2钙钛矿组分、传输层及高稳定器件构型设计在多智能体AI平台的辅助下,团队设计的高效率钙钛矿太阳能电池在100C持续运行1000小时后仍能保持97%的初始效率,突破了其长期面临的稳定性瓶颈。

8家美企请愿,要求政府调查中国太阳能企业借道非洲国避税事宜来源:日经亚洲 发布时间:2026-05-14 09:54:26

周二,八家美国太阳能产品制造商向美国商务部提交请愿书,要求调查从埃塞俄比亚进口的太阳能电池板是否是规避美国对中国零部件征收的反倾销税。请愿书指出,中国原产太阳能电池板和电池零部件进入美国面临50%的关税,目前中国太阳能产品零部件厂家借道柬埔寨、马来西亚、泰国和越南向美国出口的,面临美国政府高达3521%的反倾销和反补贴税。商务部如调查并认定这些公司规避美国关税,这些产品可能被纳入反倾销或反补贴税征收范围。

中国能建、大湾区新能源集团成立新能源公司来源:企查查 发布时间:2026-05-14 08:36:03

企查查显示,近日,中能绿电(金昌)新能源有限公司成立,法定代表人为王亚军,注册资本为1000万元。企查查股权穿透显示,该公司由中国能建全资子公司中国电力工程顾问集团有限公司、大湾区新能源集团有限公司旗下湾商新能源(深圳)有限公司等共同持股。