世界不思議

化學家用二氧化碳將海水轉化為淡水


全世界有8億多人無法獲得清潔飲用水。根據聯合國的數據,到2030年,這一數字將增加到33億。由於海水已經是世界上許多地方的重要飲用水來源,因此尋找更智能的海水淡化方法的需求與日俱增。

現代海水淡化面臨的基本挑戰之一是能源消耗。海水淡化廠需要使用大量的化石燃料產生的電力,這樣一來反而造成了更嚴重的氣候變化。

哥本哈根大學化學系的Jiwoong Lee發明了一項突破性的技術,利用二氧化碳將海水轉化為飲用水,而無需電力。

"這有點像很多人廚房裡的SodaStream機器。你在水中加入一些二氧化碳,之後就會開始一個化學過程。但我們不是用二氧化碳來進行氣泡碳酸化,而是用它來分離水中的鹽分。"Jiwoong Lee解釋說,他除了是化學系研究員和助理教授外,還是CowaTech ApS的創始人和CSO,該公司是他發明專利的衍生公司。

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該技術的工作原理是將化合物二胺加入鹽水中。所使用的二胺類型是二氧化碳反應型的,這意味著當該物質與二氧化碳接觸時,其行為可以得到控制。二胺與添加的二氧化碳結合,此後就像海綿一樣吸收鹽分,然後再分離鹽分。整個過程需要1-10分鐘。一旦二氧化碳被移除,鹽就會再次被釋放出來–這樣化學品就可以重複使用,用於下一輪的海水淡化。

在實驗室中,該方法原則上可以去除海水中99.6%的鹽分。該技術仍在開發中,目的之一是降低其價格,並以最低的能耗優化回收過程。

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"我一直想把我的化學研究應用到好的方面。人們通常把化學與汙染水的東西聯繫在一起。但通過使用與我們汙染水的技術,我們可以做到恰恰相反。而且我們不會排放二氧化碳,而是把它好好利用起來。"Jiwoong Lee說。

目前,這項技術需要在較小的範圍內進行測試,實驗裝備是一種內置特殊設計的過濾器的水瓶,這些水瓶可用於救生艇或作為戶外活動的裝備。CowaTech與工程公司Kapacitet A/S合作,已經生產了一個原型瓶,將在2-3個月內完成。

從長遠來看,我們的目標是在更大的範圍內應用該技術,作為當今海水淡化廠的替代品。計劃是將該技術用於補充反滲透工廠–目前市場上占主導地位的海水淡化方法。這樣做,CowaTech預計能夠減少50%的能源消耗。

Lee的希望是,這項技術最終能夠利用從大氣中吸取的二氧化碳。Jiwoong Lee和他的研究小組已經獲得了哥本哈根大學2020年創新獎的提名。

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