盡管地球表面超過70%的面積被水覆蓋，但令人沮喪的是其中大多數(shù)是不可飲用的。海水淡化是一項(xiàng)重要的技術(shù)，可以幫助獲得更多的飲用水，現(xiàn)在兩個(gè)獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)已使用非常不同的機(jī)制開發(fā)了新型太陽能海水淡化系統(tǒng)。

這兩個(gè)新設(shè)計(jì)中的第一個(gè)來自麻省理工學(xué)院和上海交通大學(xué)的研究人員。該團(tuán)隊(duì)表示，多層系統(tǒng)的整體效率高達(dá)385％，每平方米太陽能收集面積可產(chǎn)生多達(dá)5.78升的凈水，是類似系統(tǒng)產(chǎn)生量的兩倍以上。

垂直排列的每一層在此過程中都發(fā)揮著重要作用。首先，有一個(gè)透明的絕緣層，可以使陽光直射到黑色的吸熱層。依次將熱量傳遞到幾層芯吸材料上，芯吸材料從下方將水吸起。水從該層中蒸發(fā)出來并撞擊另一個(gè)表面，在該表面凝結(jié)并滴落下來以進(jìn)行收集。

該團(tuán)隊(duì)表示，大部分效率來自于節(jié)約熱量的方式。熱量不會流失到環(huán)境中，而是依次傳遞到每個(gè)蒸發(fā)層。鹽留在芯吸材料中，顯然可以在夜間自然去除。當(dāng)設(shè)備冷卻時(shí)，鹽分會向下擴(kuò)散回海水中。

然而由巴斯大學(xué)，約翰內(nèi)斯堡大學(xué)和印尼茂物農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)的第二個(gè)系統(tǒng)使用了非常不同的機(jī)制。該設(shè)備不是將水移動通過膜并留下鹽，而是相反地將鹽從水中分離出。使用離子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)這一壯舉。分隔兩個(gè)腔室的是一層薄的合成半透膜，該膜僅允許鹽離子沿一個(gè)方向流動。這是因?yàn)樵撃ж?fù)電，并與陰離子電阻器耦合，所以僅當(dāng)施加電流時(shí)，鹽的負(fù)離子才能通過。該電流不必太強(qiáng)，而可以來自太陽能。

開啟后，鹽從一個(gè)腔室中抽出，并沉積在另一個(gè)腔室中。該團(tuán)隊(duì)說，與第一個(gè)系統(tǒng)將剩余的材料返回海中的方式不同，該鹽可以收集起來用于其他用途。

這兩個(gè)項(xiàng)目的研究人員都表示，這兩種設(shè)計(jì)對小型水淡化非常有用，可能是在便攜式裝置中。這意味著它們可以部署在發(fā)展中國家或受災(zāi)地區(qū)，以在沒有常規(guī)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下提供飲用水。

麻省理工學(xué)院的設(shè)計(jì)在《Energy and Environmental Science》期刊上發(fā)表的一篇論文中進(jìn)行了描述。第二項(xiàng)研究發(fā)表在《Desalination》雜志上。