科研人员发明便携式海水淡化装置，使用很少的电量即可将海水淡化

近日，麻省理工学院的研究人员开发了一种便携式海水淡化装置，重量不到 10 公斤，可以去除颗粒和盐分以产生饮用水，该研究成果在线发表在nvironmental Science and Technology杂志上。

ICPWaterTech 原型设备重量不到 10 千克（22 磅）/麻省理工学院

这款手提箱大小的海水淡化设备运行所需的电力比手机充电器少，也可以由小型便携式太阳能电池板驱动，在线购买价格约为 50 美元。它会自动产生超过世界卫生组织质量标准的饮用水。该设备操作简单，只需按一下按钮即可运行。

与其他需要水通过过滤器的便携式海水淡化装置不同，该装置利用电力去除饮用水中的颗粒。而且无需更换过滤器，大大降低了长期维护要求。

这可以使该单位部署在偏远和资源严重受限的地区，例如小岛上的社区或航海货船上。它还可用于帮助逃离自然灾害的难民或执行长期军事行动的士兵。

市售便携式海水淡化装置通常需要高压泵将水推过过滤器，这很难在不影响设备能效的情况下进行小型化。而该装置依赖于一种被称为离子浓差极化(ICP) 的技术，该技术由 Han 的团队在 10 多年前首创。ICP过程不是过滤水，而是将电场施加到放置在水通道上方和下方的膜上。当它们流过时，膜会排斥带正电或带负电的粒子——包括盐分子、细菌和病毒。带电粒子被汇集到最终排放的第二股水流中。

便携设备无需更换过滤器，大大降低了长期维护需求 /麻省理工学院

该过程去除了溶解和悬浮的固体，使干净的水通过通道。由于它只需要一个低压泵，因此ICP 比其他技术使用更少的能量。但 ICP 并不总能去除所有漂浮在通道中间的盐分。因此，研究人员采用了第二种工艺，称为电渗析，以去除剩余的盐离子。

研究人员使用机器学习来找到 ICP 和电渗析模块的理想组合。最佳设置包括两阶段 ICP 工艺，水在第一阶段流过六个模块，然后在第二阶段流过三个模块，然后是一个电渗析过程。这最大限度地减少了能源使用，同时确保过程保持自清洁。

研究人员说：“虽然确实可以在离子交换膜上捕获一些带电粒子，但如果它们被捕获，我们只需反转电场的极性，带电粒子就可以轻松去除”

他们缩小并堆叠了 ICP 和电渗析模块，以提高其能源效率并使它们能够安装在便携式设备中。研究人员为非专家设计了该设备，只需一个按钮即可启动自动脱盐和净化过程。一旦盐度水平和颗粒数量降低到特定阈值，设备就会通知用户水可以饮用。

研究人员还开发了一款智能手机应用程序，可以无线控制设备并 告功耗和水盐度的实时数据。

海水淡化工厂

研究人员在使用具有不同盐度和浊度（混浊度）水平的水进行实验室实验后，他们在波士顿的卡森海滩对该设备进行了现场测试。

研究人员将盒子放在岸边，然后将进料管扔进水中。大约半小时后，该设备已将一个塑料饮水杯装满了可饮用的清澈?水。

由此装置产生的水超过了世界卫生组织的质量指南，并且该装置将悬浮固体的量减少了至少 10 倍。他们的原型以每小时 0.3 升的速度产生饮用水，并且每升只需要 20 瓦的功率.

研究人员现正在着手推动研究以提高生产率，并将该技术通过初创公司使其商业化，从而使该设备更加用户友好，并提高其能源效率和生产率。