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美开发出全新低成本技术 海水淡化梦想成真
2013/3/16 16:07:45 | 浏览:1165 | 评论:0

淡水之虞

  地球水资源总量虽然很大,但其中97.5%是海水,淡水仅占2.5%,而在这有限的淡水资源中,90%是人类难以企及的南北两极冰盖、冰川、冰雪,人类目前能够利用的淡水资源只占全球水资源总量的0.26%。

  然而随着人口膨胀与工农业生产规模迅速扩大,全球工业用水量已增加了20倍。淡水供需矛盾日益突出。

全球必须跑赢 “水破产”

  2009年1月,瑞士达沃斯世界经济年会报告警告说,全球正面临“水破产”危机,水资源今后可能比石油还昂贵。

淡化海水 瓶颈是“贵”

  在淡水资源威胁人类生存的当下,海水淡化绝对是一个福音。如果能将取之不尽、用之不竭的海水转化成人类所需的淡水,并能使之规模化、产业化,将意味着人类未来将不用再为水而战。但海水淡化需要消耗大量能量,价格极为昂贵,因此,在不富裕的国家,经济效益并不高。可以说,制约这一梦想的瓶颈,就是昂贵。

  海水淡化是人类长年梦想,尤其当淡水资源缺乏已成为全球安全问题。美国洛克希德-马丁公司找到一种低能耗海水脱盐方法,将大量降低淡水生产成本。

能耗减少99%

  海水淡化现阶段主要采用反渗透技术,即利用只透过水的过滤膜,在海水一侧施压,使盐分被膜截留,淡水流出,达到脱盐效果。

  路透社13日报道,美国战机和导弹等武器项目主要承包商洛克希德-马丁公司开发出一种生产单层碳原子薄膜的技术。膜上均匀分布直径1纳米(十亿分之一米)小孔,允许水分子通过,同时阻挡直径更大的盐类分子。

  这种薄膜由石墨烯制成,只有一个原子的厚度,能大幅减少海水通过滤膜时所需压力。工程师约翰·斯特森说:“这一材料厚度仅为现在市场上最好过滤膜薄的五百分之一。用它淡化海水,能耗和所需压力减少大约99%。”

  对发展中国家而言,如果淡化海水时采用这项技术,有望不必投入大笔资金建造泵站。

干净、买得起的水

  淡水资源已逐渐成为全球重大安全问题。联合国去年一份报告说,世界上约有7.8亿人口缺乏干净的饮用水。

  美国情报部门去年报告,淡水资源竞争可能引发全球不稳定,对美国意义重大的国家可能陷入混乱。

  报告说,“从现在起至2040年,如果不能有效管理水资源,淡水将出现供不应求现象。对一些国家而言,水资源短缺将意味着农业和发电受影响。”

  洛克希德-马丁公司尖端材料业务经理诺塔罗说。“干净、买得起的淡水资源越来越影响全球安全,这类水资源对日常生活的重要性日益凸显。”

“石墨”破题 前景无限

  石墨性质与铅笔笔芯类似,易碎。用这种材料生产渗透膜,很难保证不破损。另外,大量生产所需尺寸的薄膜有难度。洛克希德-马丁公司工程师仍在完善穿孔技术。

  诺塔罗说,洛克希德-马丁公司计划今年年底前制造出能代替现有过滤膜的新材料原型。2014到2015年,该公司将寻找制造过滤膜的合作伙伴,将产品推向市场,而其前景不可限量。

  洛克希德-马丁公司打算把新产品推广到其它应用领域,比如医用透析和石油化工领域。

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