海水淡化可以解决缺水的巨大挑战,但基于材料的和传统的热脱盐方法通常会受到结垢、结垢和材料降解的影响。鉴于此,来自澳大利亚国立大学的Juan F. Torres研究出了热扩散脱盐(TDD),这是一种完全在液相中操作的方法,不包括蒸发、冷冻、膜或离子吸附材料。
文章要点:
1) 该研究证实,热扩散是物种在温度梯度下的迁移,可以由环境中普遍存在的热能驱动,实验表明,当NaCl/H2O溶液通过单个通道时,通过热扩散分离实现了450ppm的浓度下降,通过作为TDD概念验证的再流通,这一结果会进一步增加,同时,我们还通过分子动力学和实验证明,在多组分海水中的TDD比在二元NaCl/H2O溶液中更适用;
2) 此外,该研究表明,可扩展的级联通道结构可以进一步放大热扩散分离,实现25000ppm的浓度下降,回收率为10%,并且,该设置中的最小电力消耗可低至3 Whe m−3,仅为脱盐理论最小能量的1%,TDD在热能丰富但电力资源有限的地区具有应用前景,有助于缓解全球淡水短缺。
参考资料:
Xu, S., Hutchinson, A.J., Taheri, M. et al. Thermodiffusive desalination. Nat. Commun. (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-47313-5
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47313-5