Credit: UniSA的未来工业研究所UniSA的研究人员开发了一种具有成本效益的技术，可以使用廉价、可持续的材料和阳光为数百万弱势人群提供安全饮用水。世界上只有不到3%的水是新鲜的，由于气候变化、污染和人口模式变化的压力，在许多地区，这种已经稀缺的资源变得越来越稀缺。
目前，14.2亿人——包括4.5亿儿童——生活在水资源高度脆弱或极度脆弱的地区，预计这一数字在未来几十年还会增加。
UniSA未来工业研究所的研究人员开发了一种有前途的新方法，可以为数百万人消除水压力，包括生活在地球上许多最脆弱和最弱势社区的人。
徐浩兰副教授领导的研究小组改进了一种技术，通过高效的太阳能蒸发，从海水、微咸水或受污染的水中提取淡水，仅用一平方米的水源就能为一家四口提供足够的日常新鲜饮用水。
Assoc教授徐说:“近年来，利用太阳能蒸发来制造新鲜饮用水受到了很多关注，但以前的技术效率太低，实际上没有什么用处。
“我们已经克服了这些效率低下的问题，我们的技术现在可以提供足够的淡水，以现有技术(如反渗透)的一小部分成本满足许多实际需求。”
该系统的核心是一个高效的光热结构，它位于水源表面，将阳光转化为热量，将能量精确地聚焦在表面，以快速蒸发液体的最上部。
虽然其他研究人员已经探索了类似的技术，但之前的努力受到了能量损失的阻碍，热量进入水源并消散到上方的空气中。
“以前许多实验性光热蒸发器基本上是二维的；它们只是一个平坦的表面，它们可能会损失10%到20%的太阳能给大量的水和周围的环境，”徐博士说。
“我们开发了一种技术，不仅可以防止太阳能的任何损失，而且实际上可以从大量的水和周围环境中提取额外的能量，这意味着该系统在太阳能输入的情况下以100%的效率运行，并从水和环境中提取高达170%的能量。”
与其他研究人员使用的二维结构形成对比的是，Assoc的徐教授和他的团队开发了一种三维、鳍状、类似散热器的蒸发器。
它们的设计将多余的热量从蒸发器的顶面(即太阳能蒸发面)转移出去，将热量分配到翅片表面进行水分蒸发，从而冷却顶部蒸发面，实现太阳能蒸发过程中的零能量损失。
这种散热技术意味着蒸发器的所有表面保持在比周围水和空气更低的温度，因此额外的能量从更高能量的外部环境流入更低能量的蒸发器。
“我们是世界上第一批在太阳能蒸发过程中从大量水中提取能量并将其用于蒸发的研究人员，这有助于我们的过程变得足够高效，每天每平方米可以输送10至20升淡水。”
除了其效率之外，该系统的实用性还因其完全由简单的日常材料制成而得到增强，这些材料成本低、可持续且易于获得。
“我们研究的主要目的之一是交付实际应用，所以我们使用的材料只是来自五金店或超市，”Assoc教授徐说。
“唯一的例外是光热材料，但即使在那里，我们也在使用非常简单且具有成本效益的工艺，我们取得的真正进步是系统设计和能源关系优化，而不是材料。”
除了易于构建和部署之外，该系统还非常易于维护，因为光热结构的设计防止了盐和其他污染物在蒸发器表面堆积。
总的来说，低成本和易于维护意味着由Assoc教授徐和他的团队开发的系统可以部署在其他海水淡化和净化系统在财务和操作上都不可行的情况下。
“例如，在人口较少的偏远社区，反渗透等系统的基础设施成本太高，根本无法证明其合理性，但我们的技术可以提供一种成本非常低的替代品，易于安装，基本上可以自由运行，”Assoc教授徐说。
“此外，因为它非常简单，几乎不需要维护，所以不需要技术专业知识来保持它的运行，维护成本也很低。
“这项技术确实有潜力为买不起其他选择的人和社区提供长期的清洁水解决方案，而这些正是最需要此类解决方案的地方。”
除了饮用水应用，Assoc教授徐说，他的团队目前正在探索这项技术的一系列其他用途，包括在工业运营中处理废水。
“有很多潜在的方法来适应同样的技术，所以我们真的处于一个非常激动人心的旅程的开始，”他说。
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