Research press release

【物理学】非接触方式でクリーンな水蒸気を発生させる

Nature Communications

Physics: Contactless method to produce clean water

太陽光と光吸収材料を用い、この材料を塩水や汚染水と直接接触させずにクリーンな水蒸気を生成する方法について報告する論文が、今週掲載される。

熱伝導材を水面に浮かばせて太陽光で加熱する手法は、塩水を加熱して水蒸気を生成するための低コストで環境に優しい方法で、生成された水蒸気を凝縮させて飲料水を作ることができる。しかし、この過程の後に残る塩分や不純物が必然的に熱伝導材を汚損するため、このデバイスの性能は、使用期間が長くなると低下する。

今回、Thomas Cooper、Gang Chenたちの研究グループは、水と物理的に接触させる必要のない光吸収材料を用いたデバイスを作り出した。このデバイスは、熱伝導によって水を直接加熱するのではなく、赤外線を発する黒色塗装部を加熱する。水は、このデバイスの下側のやや離れた所にあり、赤外線を吸収して加熱され、水蒸気を発生する。

このようにデバイスが水と接触しないため、デバイスの汚損を避けることができ、使用時間が長くなってもクリーンな水を効率的に生成できる。このような太陽光を利用した脱塩システムは、持続可能な方法で全世界に飲料水を供給するという遠大な課題に取り組むことができるかもしれない、と研究グループは結論付けている。

Clean water vapour can be generated from salty or dirty water using sunlight and a light-absorbing material that does not need to be in direct contact with contaminated water, reports a study in Nature Communications.

Using sunlight to heat thermally conductive materials floating on water provides a low cost and environmentally friendly way of heating salt water to generate steam, which can then condense into drinking water. However, the salt and impurities left behind during this process inevitably fouls the material, reducing the device’s performance over time.

Thomas Cooper, Gang Chen and colleagues created a device that uses a light-absorbing material, which does not need to be in physical contact with the water. Instead of heating water directly through thermal conduction, the material heats a black paint that emits infrared light. The water, lying someway below the device, absorbs the infrared light, heats and vaporizes.

The lack of contact avoids material contamination and allows clean water to be generated efficiently for longer operating times. Such solar-driven desalination systems could address the grand challenge of supplying the planet with drinking water in a sustainable way, the authors conclude.

doi: 10.1038/s41467-018-07494-2

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。

「注目のハイライト」記事一覧へ戻る

プライバシーマーク制度