新设计的太阳能海水淡化系统可快速生产饮用水 且不易堵塞

新设计的太阳能海水淡化系统可快速生产饮用水且不易堵塞研究人员开发出一种新型太阳能海水淡化系统，可生产大量饮用水，并采用一种受海洋启发的技术来避免盐堵塞问题。扩大规模后，该系统可提供足够的饮用水，满足一个小家庭的日常需要。研究人员的新系统改进了他们之前的设计，这种类似的概念由称为"阶段"的多层组成。每个阶段都包含一个蒸发器和一个冷凝器，利用阳光被动地将盐分从进水中分离出来。虽然它能有效地利用太阳能蒸发水，但由于盐分积累，几天后就会堵塞。于是，研究人员尝试了一种温盐环流的方式来缓解盐分的积累。新设计的单级装置看起来像一个薄薄的盒子，顶部是一种能吸收太阳热量的深色材料。盒子内部分为上下两部分。水流过上半部分，天花板上有一层蒸发器，利用太阳热量加热和蒸发直接接触到的水。水蒸气被输送到下半部，冷凝器层将水蒸气空气冷却成无盐的饮用水。整个箱体是倾斜的，再加上来自阳光的热能，使水流过时产生漩涡。这种运动有助于使水与上层蒸发层接触，同时保持盐的循环，防止盐沉淀和堵塞。太阳能海水淡化系统工作原理示意图该研究的通讯作者之一徐振元（音译）说："我们现在引入了一种更强大的对流，它类似于我们通常在海洋中看到的千米长尺度的对流。海水暴露在空气中时，阳光会促使海水蒸发。一旦海水离开海面，盐分就会残留下来。盐的浓度越高，液体的密度就越大，这种较重的水就会向下流动。通过在[一个]小盒子中模拟这种千米范围内的现象，我们可以利用这一特点来排斥盐分。"研究人员发现，他们的系统能在不同盐浓度的环境中产生淡水，从天然海水到盐度高出七倍的水。他们说，如果将该系统放大到一个小手提箱大小，每小时可生产4至6升（1.1至1.6加仑）水，并可持续使用数年，然后才需要更换部件。研究人员说，由于该系统的产水率高，盐排斥率高，使用寿命长，而且是太阳能供电，不需要电力，因此运行该系统的总体成本将比美国生产自来水的成本更低。研究报告的共同作者杨忠说："我们的研究表明，这种设备能够实现较长的使用寿命。这意味着，利用阳光生产的饮用水首次有可能比自来水便宜。这为太阳能海水淡化解决现实问题提供了可能。"这项研究发表在《焦耳》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387925.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387925.htm

低功耗海水淡化技术可为灾区及时提供饮用水

低功耗海水淡化技术可为灾区及时提供饮用水目前，最常用的海水淡化方法是反渗透法。简而言之，它的工作原理是迫使海水通过一层可渗透的膜，这层膜允许水分子通过，但不允许盐（氯化钠）分子通过。这是一个有效的过程，但也需要相当大的能量才能产生所需的推水压。此外，膜最终会被捕获的盐堵塞，必须更换。由英国巴斯大学、斯旺西大学和爱丁堡大学的科学家们开发的一种实验性新系统完全不利用压力。相反，它在一个容器的一端装有一个带正电的电极，另一端装有一个带负电的电极，两者之间有一层多孔膜。当海水被放入其中时，盐分子中带正电荷的钠离子会被吸入带负电荷的电极，而带负电荷的氯离子则会被吸入带正电荷的电极。当氯离子穿过薄膜向正极移动时，也会推动水（H2O）分子穿过薄膜。钠离子被负电极吸引，留在了膜的原来一侧。然后，氯离子被循环回这一侧，这样它们就能推动更多的水分子通过。最终，大部分的水都流到了膜的正电极一侧，完全不含盐。到目前为止，该系统只在每次几毫升的水中进行过测试。因此，研究人员正在寻找合作伙伴，帮助开发这项技术，使其能够处理一升水，这样他们就能更好地了解实用系统需要多少电力。首席科学家、巴斯大学的弗兰克-马肯（FrankMarken）教授说："目前，反渗透法耗电量非常大，需要一个专门的发电厂来淡化水，这意味着它很难在较小的规模上实现。我们的方法可以在较小规模上提供一种替代解决方案，由于可以提取水而不产生任何副产品，这将节省能源，而且不涉及工业规模的加工厂"。这项研究的论文发表在最近出版的《ACS应用材料与界面》（ACSAppliedMaterialsandInterfaces）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385605.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385605.htm

迪拜：无人机用于确保淡化水的质量和可用性

迪拜：无人机用于确保淡化水的质量和可用性Dewa利用第四次工业革命技术来支持城市不断发展的基础设施迪拜电力和水务局（Dewa）周四宣布，它一直在提高其生产能力，以借助先进的无人机满足对电力和水不断增长的需求。“Dewa使用最新的第四次工业革命技术，包括无人机，按照最高质量、可用性、可靠性和效率标准提供服务，”它在今天发布的一份声明中表示。Dewa及其子公司拥有的资产超过2000亿迪拉姆，世界级的基础设施已经开发完成，未来五年将在能源和水领域进一步投资400亿迪拉姆。迪拜的水源是什么？>Dewa目前拥有43台多级闪蒸(MSF)海水淡化装置，总产能为每天4.27亿英制加仑淡化水(MIGD)>它还拥有两个海水反渗透(SWRO)工厂，产能为63MIGD。Dewa在JebelAli电厂和海水淡化厂的淡化水总产能为490MIGD。Dewa的目标是到2030年将其SWRO产能提高到303MIGD，从目前13%的份额提高到42%。到2030年，淡化水生产能力将达到730MIGD。到2030年，提高海水淡化与发电脱钩的产能将节省近130亿迪拉姆，并减少4400万吨碳排放。爆料投稿无聊就找：迪拜华人必备纸飞机大事件频道：【】【】

探索海水淡化的未来：对界面太阳能蒸发系统的全面回顾

探索海水淡化的未来：对界面太阳能蒸发系统的全面回顾构建高效界面太阳能蒸发系统以缓解全球淡水短缺的三大战略示意图。资料来源：纳米研究能源，清华大学出版社该团队的论文研究了二维和三维太阳能蒸发器的能源关系，并回顾了设计和制造高效ISE系统的策略。他们总结的工作为指导未来ISE系统的设计走向实际应用提供了视角。ISE是一种海水淡化技术，通过一个既环保又可持续的过程生产淡水。通过这项技术，太阳能被利用来蒸发和净化水。该技术使用光热蒸发器，将来自太阳光的热量转化为蒸发表面的局部热量，以有效地产生水汽，而不是消散在散装水和环境中。传统的海水淡化技术，如膜过滤和热蒸馏需要消耗大量来自化石燃料的电力，因此它们被认为是不环保的。科学家们继续寻找使用绿色和可持续能源的新海水淡化技术。最近在ISE技术方面的工作主要集中在优化能源管理上。研究人员已经改进了光热材料和蒸发器的设计，目的是为了实现更有效的能源利用。这是通过三个途径实现的：最大限度地减少从蒸发系统到环境中的能量损失，扩大从环境中输入的能量以加强蒸发过程，以及减少蒸发焓，从而使汽化过程更有效率。该团队的评论系统地总结了这些提高实际太阳能蒸发性能的途径。"研究结论清楚地表明，通过应用具有高效光热转换的材料或具有智能能源管理策略的先进蒸发器的结构设计，可以显著提高蒸发率，"深圳科技大学的教授李玉说。南澳大利亚大学教授徐浩岚说："实现高效太阳能蒸发的主要原则包括避免能量从蒸发系统流失到环境中，扩大来自周围空气和散水的能量输入，充分利用蒸发系统中已有的能量，以及降低蒸发焓。"该团队提出了在推动下一代ISE系统走向实际应用时需要考虑的五项建议：第一个建议是为ISE引入新的能源。由于太阳光强度变化很大，探索新的能源对全天、全天候和全季节的ISE系统很重要。第二个建议是不断探索新型光热材料。研究小组建议，光热材料的下一阶段的发展需要关注在宏观和微观纳米尺度上最大限度地利用热能。第三条建议是探索光热蒸发器的创新设计。这些下一代蒸发器应最大限度地收集能量和蒸发水，同时改善水的流动，以确保供水和蒸发的平衡。第四项建议是在有限的空间内提高产水量。在ISE系统中，水的蒸发和收集是两个主要部分。尽管研究人员已经实现了非常高的太阳能蒸发率，但高效的水收集很少被报道。下一代ISE系统需要有一个优秀的水蒸发模块和一个适合紧凑空间的高效蒸汽冷凝模块。该团队的第五项建议侧重于开发大规模ISE系统的重要性，以用于实际应用，如海水淡化和废水处理。他们建议将小型蒸发器作为单元生产，并组装成一个更大的相互连接的系统。展望未来，该团队认为ISE技术有可能为解决淡水匮乏问题提供实际应用。"在当前全球清洁水短缺和倡导低碳排放技术的背景下，ISE现在被认为是解决全球清洁水短缺问题的最有希望的技术之一。然而，推进ISE技术的实际应用还有很长的路要走，"清华大学教授张盈盈说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356911.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356911.htm

革命性的发明将海水转化为氢气燃料

革命性的发明将海水转化为氢气燃料根据发表在《焦耳》杂志上的一篇新论文，能源部SLAC国家加速器实验室、斯坦福大学、俄勒冈大学和曼彻斯特城市大学的研究人员创造了一个可以安全地从海水中提取氢气的装置，使研究人员能够制造氢气燃料。该装置通过将海水注入一个漏斗系统，驱动它通过一个双膜过滤系统来制造相当于海水的燃料。这个系统还使用电力成功地从海水中提取氢气，有效地将其与我们海洋中的其他元素分离。这项新研究的结果表明，它可以帮助推进生产低碳燃料的新努力。海水燃料系统原理图图像来自NinaFujikawa/SLAC国家加速器实验室最大的亮点在于，该系统没有产生一堆有害的副产品，这是在其他系统中普遍遇到的情况。目前大多数的水到氢气系统都使用单层膜。然而，这一次研究人员将两层膜结合在一起，它显示了一种更好的方式来控制海水中的离子在实验中的移动方式，这使得它更加有效。能够利用海水制造氢气燃料将被证明是有用的，因为它是一种低碳燃料，目前被用来运行燃料电池电动汽车，甚至可以作为能源网的一个长期存储选项。以前制造氢气的尝试需要淡水或淡化水，虽然我们已经看到了成功的水淡化系统，但它的成本和能源密集度要高得多。这是因为在使用前净化水需要昂贵的系统，以及能源，甚至增加设备的复杂性，而能够使用海水制造氢气燃料的设备则不需要这些额外的部件。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362945.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362945.htm

盐碱地种出的海水稻很难吃 为什么还要大力推广？

盐碱地种出的海水稻很难吃为什么还要大力推广？也正是从那个时候开始，“海水稻”相关报道开始频繁出现在大众视野中，现在全国10几个省份都在推广种植海水稻。不过很多人对海水稻有一个误解，认为它是可以用海水灌溉的水稻。其实“海水稻”这个名字确实具有一些迷惑性，它更准确的名字应该是耐盐碱水稻，并不是用海水浇灌的水稻，只是能够生长在土地盐碱度在0.3%到0.8%之间的水稻品种。而海水的盐度通常达到3.5%左右，陆地的植物很难在这种盐度下生存。大米的口感通常取决于品种和生长环境，口感好的大米通常具有较高的直链淀粉含量和较低的蛋白质含量，以及生长肥沃的地方[1]。盐碱地是典型的贫瘠土地，同时海水稻结出的大米还具有很高的蛋白质含量，所以它的口感并不算好。实际上，在袁隆平先生的“海水稻”团队（青岛海水稻研发团队）成立之前，海水稻就已经存在很长时间了，但是都因为口感不佳，以及其它许多问题难以得到更多推广。即便许多海水稻大米相对于普通大米更加营养丰富，原生态、健康，但因口感差，也没多少销路，而且产量也不高，所以农民们并不愿意去种。那么，既然如此，为什么现在国家还要大力去推广去种植这种水稻呢？海水稻的稻米是不是红色的？我们在网上可以看到很多人都在说海水稻的稻米红如胭脂，这个其实是很大的误导。海水稻是典型的杂交水稻，它有许多品种，不同品种有不同的性状，只要它得到了耐盐碱的性状都被叫作了海水稻。根据中国科普网的报道，海水稻的颜色非常多样，结出紫色、黑色、淡黄色、白色稻米的都有，取决于它们的品种[2]。稻米红如胭脂的通常指的是海红香米，这是海水稻的一种，它通常生长在富含硒的盐碱地中，由于吸收了大量的硒——硒含量比普通稻米高出7.2倍，所以其稻米染上了一层红。我们前面提到过“海水稻”的叫法存在一些迷惑，但其实它们真的可以在涨潮时海水的短暂灌溉中存活下来，可能这才是海水稻名字的由来吧。但也不能长时间被海水覆盖，不然还是会因为渗透关系而死亡，它们适应的盐度基本不超过0.8%——这个盐度基本和我们菜汤是差不多，和海水还是有一定差距的。海水稻耐盐碱的具体原因目前还没有完全明确，但已知至少有52个基因与之相关。研究揭示细胞壁多糖合成酶提高水稻盐胁迫耐性新机制，图源：中国农科院海水稻怎么来的？其实，中国海水稻的研究和筛选起步并不是很早。早在1939年，斯里兰卡就已经培育出世界上第1个抗盐水稻品种——Pokkali，而咱们国家最早是在上世纪50年代才开始投入到这方面研究的。但是由于咱们国家杂交水稻的技术相对领先，所以现在海水稻研究方面也是取得了很多成就，遥遥领先于其它国家。说到杂交水稻，那么大家想到的一定就是野生水稻的重要性。如果袁隆平先生的团队没有发现一株野生的雄性不育水稻的话，那么杂交水稻几乎不可能完成，因为水稻是自花授粉的。对于海水稻来说也是一样的，那些至关重要的基因通常是在野外出现，所以寻找那些生长在盐碱地上的野生水稻尤为重要。中国的科学家们其实有找到很多耐盐碱的野生水稻，比如在太湖流域发现韭菜黄、老黄稻等，但其中最出名的应该是广东湛江入海口发现“海稻86”。陈日胜和他的海水稻，图源：湛江日报“海稻86”是在1986年由科学家陈日胜发现，当时他和自己的老师罗文列教授一起，在广东湛江遂溪虎头坡海滩普查红树林资源，然后就发现了最早的“海稻86”——它有1.6高，生长在海水浸泡过的海滩。很多人讲到中国海水稻的故事，都会以“海稻86”为例，主观地认为海水稻的由来就是因为发现了“海稻86”。其实，情况肯定并非如此。在整个海水稻的研究培育中，中国的科学家并不是完全只利用了国内的野生耐盐水稻，还引入了国外的品系进行杂交筛选，这才是正常的操作和科研。但就目前来看“海稻86”肯定是比较重要的，我觉得很大一部分原因是袁隆平先生的团队选择和陈日胜团队合作的缘故（海稻86内在的遗传优势我并不太清楚）。为什么国家现在大力推广海水稻？其实，我们从人们在19世纪初就开始关注海水稻培育的事实中，就不难发现，发展海水稻是有非常高的价值的。其中最关键的一个价值就是粮食增产，因为这些水稻能够生长盐碱地里，而盐碱地本来是无法种植粮食作物的。虽然咱们国家地大物博，但很多人可能想象不到，咱们国家是全世界最大的农产品进口国，2021年进口粮食就达到1.64亿吨，可以说14亿人的饭碗还没有完全握在自己手上。这就是为什么杂交水稻对我们如此重要（产量高），虽然海水稻的产量都不高，但是它能种植在那些寸草不生的地方。如果袁隆平先生的计划能够实现——2026年到2028年海水稻的种植面积达到1亿亩，那么增产的粮食将多养活8000万人。中国的盐碱地可远不止1亿亩——据信足足有15.2亿亩，更关键的是，通常耕作还会让土地盐碱化，让土地变得越来越不适合种植普通水稻。海水稻的推广，可以让这些贫瘠的土地也有所产出，让中国的粮食安全更有保障。第二个关键点是海水稻的种植其实还可以改良土地，让盐碱化的土地重新变成可正常耕作种植的土地。2021年，新疆帕哈太克里乡开始种植海水稻，在种植水稻前土壤PH值8.6、盐度0.2%，粮食作物无法生长，即便长了也没多少产出，但是种植海水稻一年后，PH值降到7.5、盐度为0.15%，土壤改善是非常明显的。除此之外，盐碱地种水稻还有一个优势，就是这种寸草不生的地方，虫害也基本没有，所以种植海水稻基本不需要喷洒农药和除草。我还看到很多官媒写到海水稻种植是不需要施肥的，这点我个人觉得是不可思议的，想让植物长得好施肥应该是必然。最后，我们再来说说海水稻的口感问题吧！因为它生长在贫瘠的土地上，这肯定会影响它的口感，但是随着海水稻的相关技术趋于成熟，这点以后应该也不会是问题。参考：[1].https://doi.org/10.3389%2Ffnut.2021.758547[2].http://www.kepu.gov.cn/www/article/dtxw/407af03127d84e32ab4c8b0b00bff358[3].http://www.xinhuanet.com/science/20230706/01a51977a33d45d08436eb603469604f/c.html...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382873.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382873.htm