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納米黑金材料:給它一束光,還你一方淨水

作者:張晔 發布日期:2019-09-03 16:26

    只要有太陽,就能淡化海水、淨化汙水;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,水淨化效率領先全球……
  最近,筆者從南京大學獲悉,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噸級海水淡化生産線,使用該技術後,海水淡化前後鹽度降低4個數量級,産水速度快、産水質量高、適用于各種水質,並且不需要其他能耗,只需太陽能即可。
  在南京大學現代工程與應用科學學院實驗室裏,筆者看到了這款納米材料做成的鬥笠狀、直徑60厘米的便攜式太陽能海水淨化裝置移動水堡。把它放在汙水表面,太陽照射後,納米材料吸收陽光並轉化爲熱能,産生水蒸氣,蒸餾得到的純淨水順著鬥笠壁收集到淨水袋中。在夏天光照好時,每平方米每小時就能收集淨水1升,遠超市面上同類産品。
  支撐這套裝置背後的核心技術叫作“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,經過半年的反複實驗論證,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較寬(400納米至10微米)、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214億立方米每年。這相當于河北省一年的用水總量。海水淡化無疑將成爲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,納米黑金材料強大的光熱轉換能力,特別適合用于太陽能海水淡化、汙水淨化,經過嚴格檢測,淨化後水質可達到世界衛生組織和我國飲用水標准。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産業化成爲可能。
  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爲世界解渴”。越南、巴基斯坦等國的機構也紛紛寄來需求信咨詢,朱嘉也因此作爲科技先鋒,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産工藝,可被廣泛用于海灘曬鹽、印染汙水處理、采油采氣廢水處理等多個水處理相關領域。■
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來源:科技日報 編輯:李楠