南大團隊研發太陽能蒸汽發生器節能環保加速海水淡化 | 聯合早報

從植物的蒸騰作用中汲取靈感，用三維打印技術開發的太陽能蒸汽發生器，有助提高海水淡化技術的效率，並利用太陽能驅動過程，來降低能源消耗，整體更加環保和可持續。

這項太陽能蒸汽發生器（Solar Steam Generator）利用多射流熔融（multi-jet fusion）三維打印技術進行製造，由南洋理工大學新加坡3D打印中心周琨教授的研究團隊共耗時兩年進行研發。

周琨教授也是南大機械與宇航工程學院副院長，他多年來關注海水淡化課題，並研究三維打印技術超過十年。

周琨教授（左）指出，使用樹狀設計可以增加太陽能蒸汽發生器的表面積，從而增強水的傳輸和加速蒸發效率。右為參與研究的機械學院博士生高銘。（特約沈康雄攝）

周琨接受《聯合早報》訪問説，隨着全球人口不斷增長和氣候變化的加劇，淡水資源短缺問題正成為世界各國面臨的嚴峻挑戰，解決淡水資源稀缺的方法之一是海水淡化，然而本地普遍使用的海水淡化技術是反滲透技術（reverse osmosis），往往耗資巨大，且能耗極高，過程也比較複雜。

由於成本與能源消耗高，傳統的海水淡化技術在資源匱乏的地區難以大規模推廣。

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](https://www.bdggg.com/2024/zaobao/news_2024_09_28_710205) 所謂蒸騰作用（transpiration），是水分從活的植物體表面如葉子，以水蒸氣狀態散失到大氣中的過程，它與物理學的蒸發過程不同。在團隊的研究下，通過打印猶如植物維管系統的毛細管微結構，仿效植物的蒸騰作用，樹狀設計可以增加太陽能蒸汽發生器的表面積，從而增強水的傳輸和加速蒸發效率。

太陽能蒸汽發生器能把所吸收的太陽能，轉化為熱能，並蒸發海水。

值得一提的是，新開發的太陽能蒸汽發生器擁有自行清潔功能，能夠在蒸發過程中主動去除累積的鹽分，避免傳統海水淡化技術中常見的鹽分結垢問題，從而確保設備長期穩定運行。

符合飲用水標準 是低成本且可持續的海水淡化解決方案

參與這項研究的機械學院博士生高銘受訪説，實驗結果顯示，收集到的冷凝水都能符合飲用水標準，通過長時間的測試，設備的性能幾乎沒有出現下降。

由於太陽能蒸汽發生器性能穩定和適應力優異，不僅在海水淡化領域具有廣泛的應用潛力，還可以應用於太陽能轉換和水淨化等其他領域。

在資源有限的地區，則可為缺乏淡水的社區提供可持續的海水淡化解決方案。該技術具有製備流程簡單、性能可控、低成本等特點，便於推動大規模商業應用。

這項研究成果已在國際期刊《Applied Physics Reviews》發表。