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太陽能共振淨水系統:離網地區的永續飲水新解方

根據世界資源研究所的報告,乾淨飲用水是日益稀缺的珍貴資源。海水淡化技術雖能緩解水源短缺問題,但現有系統多依賴大型集中式基礎設施,且濾膜容易堵塞損壞。萊斯大學工程團隊最新研發的「太陽能熱共振交換脫鹽系統」(STREED),將徹底改變傳統海水淡化的運作模式。

這項發表於《自然-水》期刊的創新技術,採用非降解材料製成,能處理高鹽度鹵水。系統巧妙運用物理共振原理,透過太陽能驅動熱能回收機制,實現全天候不間斷的淡水生產。研究團隊成員威廉·施密德指出:「我們特別關注離網社羣的飲水問題,因此專注開發模組化、分散式的淨水系統。」

STREED系統的運作核心在於模仿鐘擺和電路的共振現象。研究團隊將電機工程概念引入流體力學,讓加熱的鹽水與氣流形成能量交換的共振迴圈。這種設計使系統能自動調節流速,適應日照強度變化,無需額外儲能裝置,大幅降低維護成本。

在德州聖馬科斯的實測中,原型機每小時可生產0.75公升飲用水。團隊更針對美國各地(從多雨的奧勒岡州到晴朗的新墨西哥州)進行模擬測試,結果顯示其水回收效率比傳統固定流速系統高出77%。共同第一作者阿萊達·馬喬羅-奧爾蒂斯強調:「即使在陰天,系統仍能保持高效運轉。」

相較於傳統逆滲透技術35-50%的回收率,STREED能處理更高鹽度的水質,且完全不需要易損壞的濾膜。研究主持人亞歷山德羅·阿拉巴斯特里教授表示:「我們刻意選用耐用材料,讓系統更易於擴充套件,真正實現低維護成本的永續設計。」

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