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サイエンス

太陽熱をつかって、海水から真水を生成する装置が開発される

2019年7月26日(金)17時40分
松岡由希子

海水から真水を生成する Monash University

<豪モナシュ大学の研究チームは、太陽熱を活用し、海水から塩分をほぼ100%取り除いて真水を生成する新たな海水淡水化システムを開発した>

気候変動や人口増加に伴って、水資源の安定的な確保は、より重要な課題となっている。水不足緩和の手段として、海水淡水化や廃水の再生利用の普及がすすめられているが、これらの処理には多くのエネルギーを必要とし、米国では総エネルギー消費量の約3%を占めている

光を吸収するカーボンナノチューブと親水性の高い濾紙

豪モナシュ大学の研究チームは、太陽熱を活用し、海水から塩分をほぼ100%取り除いて真水を生成する新たな海水淡水化システムを開発した。一連の成果をまとめた研究論文は学術雑誌「エナジー&エンバイロメンタルサイエンス」で掲載されている。

海水淡水化において、太陽熱を利用して海水や廃水を蒸発させ、発生した水蒸気を凝縮させることで真水を得るという手法は、これまでにも様々に研究されてきたが、表面の塩分濃度によって蒸発プロセスが妨げられ、生成される水の質に影響をもたらす点が課題であった。


そこで、研究チームは、光を吸収するカーボンナノチューブの層と親水性の高い濾紙を使った円盤形のデバイスを制作した。直径1ミリの綿糸を通水路として、塩水をこの円盤に注入し、中心まで移動させると、濾紙が真水をとらえながら、塩を円盤の縁に押しやる仕組みだ。カーボンナノチューブの吸光度は太陽スペクトル全体の94%で、光に当てると円盤の温度が直ちに上昇。

産業廃水の無排水化にも応用できる?

円盤が乾いていれば25度から50度まで、湿っている場合でも17.5度から30度まで、1分以内に温度が上昇する。円盤の縁に残った塩の結晶化を適切に制御すれば、真水を生成しながら、製塩することも可能だ。オーストラリア南部ラセピード湾の海水を使った実験では、600時間以上にわたって蒸気を発生させながら塩を生成し続けることに成功している。

この円盤形のデバイスは、電力インフラの乏しい国や地域でも、太陽熱を使って、清潔で安全な真水を海水から効率的に生成できるのが利点だ。また、この技術は、海水淡水化のみならず、産業廃水の無排水化(液体廃棄物を施設外に排出しないこと:ZLD)や汚泥脱水などにも応用できるのではないかと期待が寄せられている。

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