纳米黑金材料: 给它一束阳光,还你一方净水

2019/7/3 13:57:10 次浏览 分类:行业动态


?来源:科技日报 作者:张晔

只要有太阳,就能淡化海水、净化污水;从可见光到红外光,像黑洞般“遇”光就吸收,光吸收效率达99%、光热转化效率高达90%以上,水净化效率领先全球……

记者近日从南京大学获悉,该校朱嘉教授团队研发成功的一种 “纳米黑金”材料,目前正在江苏沿海某县建设500吨级海水淡化生产线,使用该技术后,海水淡化前后盐度降低4个数量级,产水速度快、产水质量高、适用于各种水质,并且不需要其它能耗,只需太阳能即可。

移动水堡模型图示

光蒸馏过程(左图)与界面加热技术(右图)

在南京大学现代工程与应用科学学院实验室里,记者看到了这款纳米材料做成的斗笠状、直径60厘米的便携式太阳能海水净化装置移动水堡。把它放在污水表面,太阳照射后,纳米材料吸收阳光并转化为热能,产生水蒸气,蒸馏得到的纯净水顺着斗笠壁收集到净水袋中。在夏天光照好时,每平方米每小时就能收集净水1升,远超市面上同类产品。

支撑这套装置背后的核心技术叫作“纳米黑金”。这项技术的发明人是南京大学朱嘉教授带领的科研团队。团队实验中意外出现了一面金色一面黑色的材料,经过半年的反复实验论证,团队发现了世界上吸收光能力最强的纳米金属材料。此材料是一种光吸收波段宽(400nm10μm)、光吸收效率高(>99%)、光热转换效率高(>90%)的吸收体。

有统计数据显示,到2030年,我国沿海地区淡水资源缺口将达到214亿立方米/年。这相当于河北省一年的用水总量。海水淡化无疑将成为沿海缺水地区的重要选择。光热海水淡化技术的特点就是不需要外部能量输入,只需要太阳能,能耗低、成本低、多种水质都适用。

朱嘉介绍说,纳米黑金强大的光热转换能力,特别适合用于太阳能海水淡化、污水净化,经过严格检测,净化后水质可达到世界卫生组织和我国饮用水标准。如果这种材料被广泛应用,不仅不用建大型水处理厂,不造成能源消耗,还能把传统的太阳能转化效率翻倍提高,让高效太阳能海水淡化的产业化成为可能。

世界顶级学术期刊《科学》专门报道称,“这项新的水纯化技术可以为世界解渴”。越南、巴基斯坦等国的机构也纷纷寄来需求信咨询,朱嘉也因此作为科技先锋,入选麻省理工科技评论评出的全球35名35岁以下创新者榜。

今年4月,他的团队在第47届日内瓦国际发明展上捧回特别嘉许金奖。

目前,该团队已开发大规模生产工艺,可被广泛用于海滩晒盐、印染污水处理、采油采气废水处理等多个水处理相关领域。