太阳能或将助力实现海水淡化？

长期以来，由于淡水资源匮乏和海水淡化成本高昂，我们无法克服这一困难。然而，最近听说美国科学家使用普通的纳米炭黑颗粒仅通过太阳能实现海水淡化。这是什么手术？

据报道，美国莱斯大学的研究人员在新一期《国家科学院学报》上报道，这是莱斯大学纳米技术水处理中心的第一项重大创新，它将膜蒸馏技术与纳米光子学相结合，在一层聚合物材料中加入纳米颗粒，可以使海水淡化滤膜吸收阳光，海水自热功能使海水淡化过程无需电。

研究人员使用市场上常见的纳米炭黑颗粒和多孔聚合物来开发一层特殊材料，该材料被放置在滤膜表面。这层材料可以吸收80%的太阳能，并且只能通过太阳能加热海水和产生水蒸气。

由于这种膜蒸馏技术不需要将海水加热至沸腾状态，因此其能耗低于传统的热蒸馏。如果大规模使用，节省的成本一定相当可观。那么为什么淡水资源如此稀缺呢？海水淡化需要经过什么过程？传统技术是什么样的？让我们看一看！

我们常说我们的地球是一个水球。到处都是水，但人类生存和发展的淡水却很少。世界97%的水是无法饮用、灌溉或洗涤的海水，其余3%的淡水绝大多数被冻结在极地和山区的冰雪中。埋藏在地下、悬浮在空气中的淡水不能直接使用。

海水淡化是人类数百年来追求的梦想。早在世界航海时代，英国王室就为经济的海水淡化方法提供了奖励，但到目前为止，还没有人收到过这种奖励。到目前为止，虽然有320多种海水淡化方法，但都没有达到奖励中规定的“质优价廉”标准。

但“优质低价”和“成本效益”也是相对的。利用石油作为能源，海水产生的淡水可能比石油更贵，但在某些情况下仍然值得。例如，在伟大的航海时代，蒸馏器被用于航海船只的紧急情况。在船舶时代，几乎所有远洋商船和战斗舰都安装了应急海水淡化设备。

此外，一些小岛屿在国防、科学研究和资源开发方面发挥着重要作用。为了保障岛内居民的生活,除了从大陆输送淡水外,还需要安装昂贵的海水淡化装置。〔1002〕〔1000〕中东是油气资源丰富、经济发达的地区，大部分是干旱荒漠区。在这样一个地区，水比油贵并不被认为是不经济的。他们花费一些石油和金钱大规模淡化海水，供应人们的生活，浇灌树木、花卉和美化环境。他们认为这是值得的。

自20世纪50年代以来，海水淡化作为一种实用技术发展迅速。在已开发的20多种海水淡化技术中，蒸馏、电渗析和反渗透已达到工业规模生产和应用。

电渗析脱盐是使用特制薄膜实现的。

在电的作用下，海水中盐类的正离子通过正膜到达阴极，但不能通过负膜停留。负离子通过阴膜到达阳极，不能通过阳膜停留。这样，交换盐离子的管道中的海水变成淡水，盐离子留在管道中的海水变成浓盐水。