太陽能新科技 產水也產電

水資源缺乏的沙烏地阿拉伯提出蒸餾型太陽能海水淡化器構想,聲稱可產出傳統太陽能式蒸餾器的三倍水資源,以及九倍的電力,對擁有充沛陽光但水資源有限的區域尤其有利。

鑑於開發太陽能等再生能源為全球趨勢,以及永續發展乾淨水源的重大挑戰,水資源缺乏的沙烏地阿拉伯九日發表最新蒸餾型太陽能海水淡化器構想,領銜打造的阿布都拉國王科技大學(KAUST)中國籍教授王鵬聲稱其可產出傳統太陽能式蒸餾器的三倍水與九倍電,一舉兩得且無須再耗電產水,對擁有充沛陽光但水資源有限的區域尤其有利,該設備可望在五年內進入商業應用,全世界預計將有逾七.八億人受惠。

傳統發電方式須耗費大量水,美國和歐洲約有五成水用在發電;在缺水的國家,把海水淡化供人類使用更是耗電,阿拉伯國家即有多達十五%發電量用於製造飲用水。另一方面,現行最先進太陽能板囿於物理限制,僅能將十至廿%陽光轉為電能,白白浪費其餘八成以上熱能。

但KAUST科學家實驗設計的三階段薄膜蒸餾設備,裝在太陽能板背面,讓它不僅可發電,還能運用部分熱能來蒸餾淨化海水。比起傳統太陽能式蒸餾器,它可以相對較低的溫度蒸發海水,發電效能也增加超過十一%,出水量和發電量分別為當前科技的三倍與九倍。以佔地僅一平方公尺的設備而言,不僅不影響原有發電量,每小時還能蒸餾超過一.六公升海水。

這個構想九日登上《自然通訊》(Nature Communications)期刊。王鵬表示,太陽能板沒用到的熱能過去一直被忽略,沒人當它是資源;他的研發團隊卻把它拿來產生水蒸氣,將其傳送通過薄膜後,於另一側凝結;又因它是多階段蒸餾裝置,故能利用冷凝水的潛熱來驅動第二回水蒸發,因此淡水產出率極高,遑論另具有淨化鹽水及受重金屬污染之海水的功效。

此技術若能在四十億平方公尺土地上應用,理論上可產出全球二○一七年消耗之飲用水總量的一成,有望減少全球超過七.八億人每天共花費兩億小時的汲水之苦,並進一步促成沙漠農業奇蹟。但要進一步進行商業化推廣,它依舊存在著先天弱點:需要大面積土地,才能收集足夠的太陽能,進而有效率地產水。但王鵬樂觀強調,此裝置為中小規模提供飲用水的適當技術,可用於沿海地區,目標並非超過百萬人口的大城市。自由時報0710

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