1樓：科普中國
在人類面臨的眾多資源危機中，淡水危機可謂是「老大難」。5年前，由3萬多名海洋科技工作者歷時8年多完成的「我國近海海洋綜合調查與評價」專項顯示：我國11個沿海省（自治區、直轄市）所轄的52個沿海城市中，極度缺水的有18個、重度缺水10個、中度缺水9個、輕度缺水9個，近90%的城市存在不同程度缺水問題。
面朝大海，這些城市為何缺水如此嚴重？
一直以來，淡水資源本身的稀缺與海水淡化成本之高昂，使得我們一直無法攻克這一難關。不過，最近聽說美國科學家利用普通奈米炭黑粒子，只靠太陽能實現海水淡化，這又是什麼操作？
據悉，美國賴斯大學研究人員在新一期美國《國家科學院學報》上報告說，這是該校奈米技術水處理中心第一項重大創新，結合了膜蒸餾技術與奈米光子學——一層新增了奈米粒子的聚合物材料，能讓海水淡化濾膜具備吸收陽光、自行加熱海水的功能，使淡化過程無須用電。
研究人員利用市面上普通的奈米炭黑粒子，結合多孔聚合物研製出一層特殊材料，放置在濾膜表面。這層材料能吸收80％的陽光能量，只通過太陽能就可以加熱海水、產生水蒸氣。
這種膜蒸餾技術由於無須把海水加熱到沸騰的程度，能耗比傳統的熱蒸餾要低，若大規模使用，節約的成本想必十分可觀。那麼淡水資源為何這般稀缺？海水淡化又需要經歷怎樣的流程？
傳統的技術是什麼樣的？下面我們就來了解一下！
淡水資源稀缺，海水淡化刻不容緩
我們常說我們的地球是個水球，到處都是水，但供人類生存發展使用的淡水卻少得可憐。全球水量中，97％是不能飲用、不能灌溉、不能洗滌的海水，剩下3％的淡水的絕大部分又凍結在極地、高山的冰雪中。深埋在地下、懸浮於空氣中的淡水也無法直接利用。
其結果是，大約只有0．007％的存在於江、河、湖泊、水庫和淺地層中的淡水是人類可以利用的。
全球淡水資源分佈圖（**網路）
由於淡水分佈的不均勻，地球陸地本來就有60％的地方是缺水地區和根本無水的沙漠。目前，全世界大約三分之一的人口生活在缺水狀態中。據**，到2023年，全世界三分之二的人口將生活在缺水狀態中。
淡水危機如此嚴重是不奇怪的——2023年前的銅器時代，全球人口不過兩三千萬，現已突破60億。為滿足最低需要，一人一天要喝2至2.5升水，為保證一人一天所需，古代人一兩擔(50升)水就足夠了，而現代城市居民，一天每人沒有300升水，就不能保持生活的需要；現代農業、工業也都消耗大量淡水，沒有水，工農業便不能發展。
淡水缺乏如此急迫，向海洋索取淡水成為刻不容緩的任務。
海水淡化：百年追求的夢想
海水淡化是人類追求了幾百年的夢想。早在世界大航海時代，英國王室就曾懸賞徵求經濟合算的海水淡化方法，但是，至今尚無人得到這一獎賞。因為到目前為止，海水淡化的方法雖然有了320多種，但還沒有一種達到該獎賞規定的「物美價廉」的標準。
不過「物美價廉」、「經濟合算」也是相對而言的。以石油為能源，從海水生產出來的淡水，可能比油還貴，可是在特定情況下，還是值得的。比如，大航海時代就已經有蒸餾器供遠航帆船應急之用；輪船時代，幾乎所有遠洋商船和作戰艦艇上都安裝了應急的海水淡化裝置。
此外，一些小型海島，在國防、科學研究、資源開發方面地位十分重要。為保證駐島人員的生活，除從大陸運送淡水外，安裝代價昂貴的海水淡化裝置也是必要的。
而在盛產石油、經濟富有的中東國家，大多是乾旱的沙漠地區。在這樣的地區，水比油貴並不認為是不合算的。他們花費一些石油和金錢，大規模淡化海水，**人們的生活，澆灌樹木花草，美化環境。
他們覺得這是很值得的。
海水淡化技術的發展
20世紀50年代以後，海水淡化作為一門現實的應用技術，發展迅速。在已經開發的二十幾種淡化技術中，蒸餾法、電滲析法、反滲透法都達到了工業規模的生產應用。
電滲析淡化法是使用一種特別製造的薄膜實現的。
在電力作用下，海水中鹽類的正離子穿過陽膜跑向陰極方向，不能穿過陰膜而留下來；負離子穿過陰膜跑向陽極方向，不能穿過陽膜而留下來。這樣，鹽類離子被交換走的管道中的海水就成了淡水，而鹽類離子留下來的管道里的海水就成了被濃縮了的滷水。
電滲析淡化法原理示意圖（**網路）
反滲透淡化法更加絕妙。它使用的薄膜叫「半透膜」。半透膜的效能是隻讓淡水通過，不讓鹽分通過。
如果不施加壓力，用這種膜隔開鹹水和淡水，淡水就自動地住鹹水那邊滲透。我們通過高壓泵，對海水施加壓力，海水中的淡水就透過膜到淡水那邊去了，因此叫做反滲透，或逆滲透。
蒸餾法的原理很簡單，就是我們在實驗室裡製備蒸餾水的原理。把海水燒到沸騰，淡水蒸發為蒸汽，鹽留在鍋底，蒸汽冷凝為蒸餾水，即是淡水。
蒸餾法（**網路）
這種古老的海水淡化方法，消耗大量能源，產生大量鍋垢，很難大量生產淡水。現代多級閃急蒸餾淡化使古老的蒸餾法煥發了青春。
多級閃蒸（****網路）
水在常規氣壓下，加熱到100℃才沸騰成為蒸汽。如果使適當加溫的海水進入真空或接近真空的蒸餾室，便會在瞬間急速蒸發為蒸汽。利用這一原理，可以做成多級閃急蒸餾海水淡化裝置。
可見，百年以來，人們一直在尋找各種各樣的方法淡化海水，以克服淡水資源緊缺的威脅，而我們新聞中所提到的膜蒸餾技術與奈米光子學結合的海水淡化法，則又是新的進步與鼓勵，希望我們能早日求得解決之法，不過在這個問題徹底解決之前，小編還是例行提倡：節約用水，人人有責！
2樓：e彼岸的風鈴
太陽可以助力實現海水淡化。
美國賴斯大學研究人員在新一期美國《國家科學院學報》上報告說，這是該校奈米技術水處理中心第一項重大創新，結合了膜蒸餾技術與奈米光子學——一層新增了奈米粒子的聚合物材料，能讓海水淡化濾膜具備吸收陽光、自行加熱海水的功能，使淡化過程無須用電。
1.研究人員利用市面上普通的奈米炭黑粒子，結合多孔聚合物研製出一層特殊材料，放置在濾膜表面。這層材料能吸收80％的陽光能量，只通過太陽能就可以加熱海水、產生水蒸氣。
2.這種膜蒸餾技術由於無須把海水加熱到沸騰的程度，能耗比傳統的熱蒸餾要低，若大規模使用，節約的成本想必十分可觀。
3樓：匿名使用者
美國賴斯大學研究人員在新一期美國《國家科學院學報》上報告說，這是該校奈米技術水處理中心第一項重大創新，結合了膜蒸餾技術與奈米光子學——一層新增了奈米粒子的聚合物材料，能讓海水淡化濾膜具備吸收陽光、自行加熱海水的功能，使淡化過程無須用電。
1.研究人員利用市面上普通的奈米炭黑粒子，結合多孔聚合物研製出一層特殊材料，放置在濾膜表面。這層材料能吸收80％的陽光能量，只通過太陽能就可以加熱海水、產生水蒸氣。
2.這種膜蒸餾技術由於無須把海水加熱到沸騰的程度，能耗比傳統的熱蒸餾要低，若大規模使用，節約的成本想必十分可觀。
4樓：匿名使用者
利用太陽能能否將海水淡化
5樓：匿名使用者
從原理上來講是完全可以的，現在已經有使用了，而且是今後發展的主流方向。但由於目前製造成本還很高，太陽能系統的能量轉換率還很低（多晶矽約為18%左右、單晶矽約為25%、用二氧化鈦做的奈米薄膜僅10%還不到。），沒有能普及推廣。
但隨著科技進步的不斷深入，太陽能轉換率的不斷提高，製造成本不斷地下降，我相信在未來的5到10年中，太陽能海水淡化系統的普及推廣和使用一定能實現的。
6樓：河中雁
太陽能海水淡化是通過太陽能集熱，產生80-120度的熱能，驅動低溫多效海水淡化裝置，生產淡水。技術上問題不大，目前推廣的障礙主要還是成本較高。
怎麼利用太陽能使海水淡化？
7樓：易書科技
在茫茫的大海中航行，或在荒寂的孤島上居住，如果淡水用完了，那可是要命的事。但是，太陽能能夠幫助我們，這就是太陽能海水蒸餾器。
這種蒸餾器以塗上黑色的水泥做的淺池為基礎，上面用玻璃頂棚蓋起來。把海水灌進水泥池，當陽光被黑色池底吸收後，海水就被加熱、蒸發，水蒸氣在玻璃頂棚上冷凝成水，順頂棚流入水泥池周圍的集水槽。集水槽是和池子分開的，這樣就得到了淡水。
當然，這種利用太陽能製造淡水的辦法並不是臨渴掘井想出來的，而要事先有所準備。再說，這種蒸餾器佔地面積很大，效率也不高。但是，它不需要其他能源，運轉費用低，只要不是臨渴掘井，而是未雨綢繆，還是能夠解決大問題的。
太陽能海水淡化技術的未來發展
8樓：小海
未來的太陽能海水淡化技術，在近期內將仍以蒸餾方法為主。利用太陽能發電進行海水淡化，雖在技術上沒有太大障礙，但在經濟上仍不能跟傳統海水淡化技術相比擬。比較實際的方法是，在電力缺乏的地區，利用太陽能發電提供一部分電力，為改善太陽能蒸餾系統效能服務。
由於中溫太陽能集熱器的應用日益普及，比如真空管型、槽形拋物面型集熱器以及中溫大型太陽池等，使得建立在較高溫度段(75℃ )執行的太陽能蒸餾器成為可能。也使以太陽能作為能源，與常規海水淡化系統相結合變成現實，而且正在成為太陽能海水淡化研究中的一個很活躍的課題。由於太陽能集熱器供熱溫度的提高，太陽能幾乎可以與所有傳統的海水淡化系統相結合(傳統的以電能為主的海水淡化系統在此暫不考慮)。
已經取得階段性成果並有推廣前景的主要有：太陽能多級閃蒸系統、太陽能多級沸騰蒸餾系統和太陽能壓縮蒸餾系統等。例如，科威特已建成了利用220m：
的槽形拋物面太陽能集熱器及一個7000升的貯熱罐為多達l2級的閃蒸系統供熱的太陽能海水淡化裝置，每天可產近l0噸淡水。該裝置可在夜間及太陽輻射不理想的情況下連續工作，其單位採光面積每天的產水量甚至超過傳統太陽能蒸餾器產水量的l0倍。可見，太陽能系統與常規海水淡化裝置相結合的潛力是巨大的。
理論計算表明，多級沸騰蒸餾比多級閃蒸系統具有更多的優點，在擁有相同效能係數的條件下，它所需的級數更少、耗能更低，所需的外界功量也更少。太陽能蒸汽壓縮系統也具有廣闊的前景，特別在電能相對便宜的地區。
有報道指出，在各類多級沸騰蒸餾系統中，多級堆積管式蒸發系統最適合以太陽能作為熱源。這種裝置有許多優點，其中最主要的一點是它能在輸入蒸汽量為0～100% 之間的任何一點穩定執行，並能根據蒸汽量自動調整工作狀態。而且它所需的供熱溫度在70～io0~c之間，很容易用槽形拋物而或真空管型太陽能集熱器達到。
因此，很有必要對它做進一步的研究。
人們進一步認識到，太陽能海水淡化裝置的根本出路應是與常規的現代海水淡化技術緊密結合起來，取之先進的製造工藝和強化傳熱傳質新技術，使之與太陽能的具體特點結合起來，實現優勢互補，才能極大地提高太陽能海水淡化裝置的經濟性，才能為廣大使用者所接受，也才能進一步推動我國的太陽能海水淡化技術向前發展。
太陽能容易直接利用嗎
舉個例子，關於太陽能發電的，主要有熱發電和光伏發電兩種，現在多也是這方面的應用吧。熱發電主要是通過鏡面反射聚光發熱 光伏發電主要是通過矽光伏電池。現在應該是用矽光伏電池的多，主要有晶體矽太陽能電池 單晶矽 多晶矽 矽薄膜太陽能電池，單晶矽效率比多晶矽電池高，矽薄膜電池暫時效率低些，不過耗材基本是其他...
怎麼將太陽能轉換成電能，太陽能如何轉化為電能？轉化過程是如何？
如果把p型半導體和n型半導體緊密地結合起來，或者在一塊半導體中由於摻雜不同，一邊做成p型半導體，另一邊做成n型半導體，由於電子和空穴的互擴散作用，便形成了p n結，並在結的兩邊形成了由n型區指向p型區的內建電場。當光照射時，這些已摻入少量三價或五價元素的矽半導體，內部產生了許多電子 空穴對，在內建電...
植物細胞中可以將太陽能轉化為化學能的結構是A細胞質
植物細胞中的能量轉換器有葉綠體和線粒體.葉綠體中的葉綠素能吸收光能,將光能轉版變為化學能,儲存在它所制權造的有機物中 線粒體能將細胞中的有機物在氧的參與下分解為二氧化碳和水,同時將有機物中的化學能釋放出來,供細胞利用.因此,植物細胞中可以將太陽能轉化為化學能的結構是葉綠體,可見d符合題意.故選 d ...