太阳能新技术实现海水淡化及固体盐分离

来源:科技日报2026年06月01日 09:15作者:刘霞

美国罗切斯特大学科学家开发出一种太阳能热脱盐技术,能以极低的能耗将海水化为淡水,同时得到固体形式的盐。全程既不产生腐蚀设备的浓盐水,也无需对海水进行化学预处理。更巧妙的是,该工艺还能“顺手”提取锂等珍贵矿物。相关论文发表于最新一期《光:科学与应用》杂志和《材料化学杂志A》。

目前的海水淡化技术主要通过反渗透和热蒸馏,不仅耗能高,还必须对海水做预处理,且会留下令人头疼的高浓度盐水副产物。此前已有的类似太阳能热脱盐尝试,但大多只在纯净的氯化钠模拟海水中表现良好。真实的海水远比实验室复杂——镁基、钙基等物质很容易在板面结成一层致密无孔的硬壳,将通道彻底堵死,让水无路可渗。更不用说,海水的盐浓度本就是自来水的数百倍。

新技术的出现,有望彻底改变这一局面。其核心装置是一块黑色金属集热板,板面以飞秒激光雕刻出精微结构,赋予其几近完美的吸光能力和超强的吸湿性。板上由激光构造的“活性区域”能捕获几乎全部太阳辐射,将海水迅速蒸馏成淡水;盐分和矿物质则被巧妙导引至未经激光处理的“被动区域”安静沉积。这样一来,盐结晶便不会堵塞活性部位,海水淡化过程得以顺畅无阻。

团队用来自太平洋、大西洋和印度洋的真实海水进行测试,结果显示,板面能够自清洁,淡水稳定产出,剩余的盐分汇聚于“被动区域”,可以在丝毫不影响集热效率的前提下被轻松收集。

新技术最亮眼之处在于,它不排放任何需要二次处理的盐水,而是将近乎100%的盐以固体形式原样提取出来。这不仅意味着大量的食盐,还可能从中提取其他珍贵矿物,包括驱动电动汽车与电子产品的关键元素锂。团队利用美国大盐湖的水样,已能从析出的盐中回收约50%的锂。直接从海水中捕集锂,未来极有可能成为一条重要的绿色通道。

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