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只需太阳光和水就能运作的“蒸汽产生器”
2013-01-09
只需太阳光和水就能运作的“蒸汽产生器”
时间:2012-12-29 10:06 来源:环球科学（huanqiukexue.com）
将淡水和纳米颗粒混合，然后利用太阳光就能不用煮沸，将水变成水蒸气。
今天纳米颗粒能做到的匪夷所思的事情是什么呢？德克萨斯州莱斯大学的一个研究团队证明了，将阳光聚焦在水和纳米颗粒上几秒内产生蒸汽的机理。这不是人为地降低沸点，而是阳光驱动的“热水器” 在水变温之前产生蒸汽，而不用将所有的水煮沸。
目前该研究仍处于实验室研究阶段，他们不知道这离应用还有多远，但是不难想象出，这种仅需要水和太阳光就能运作的蒸汽发电机。
该项技术通过混合少量的涂有碳或金的二氧化硅纳米颗粒（每颗直径仅为人类头发丝直径的十分之一）和玻璃容器中的水来工作的。这么小的直径——比可见光的波长还要短——意味着他们能吸收最多的光波能量，而不是将光散射掉。因此，当用镜片将阳光聚焦在容器中时，这些粒子会迅速变的非常热，使得其周围的水直接蒸发。
这会在粒子的周围产生大量的水蒸气泡，这些气泡能与凉水绝缘，使得粒子更热从而在其周围立即蒸发更多的水。当粒子和周围的蒸汽变得足够多并能产生浮力时，也就是所有的水蒸气泡——粒子和所有的气泡——浮到水面时，气体释放到空气中，粒子随后就会重新降到冷水里，然后它又开始吸收阳光加热，循环前面过程。
将混合物的纳米粒子数量相乘，你会模拟出沸点，但是在第一个气泡到达水面之前，我们不需要一整桶水都达到沸点。你可以把它想象成微观上管理沸腾的过程，具体表现是，加热一部分水时（这部分水跟纳米粒子接触），另一部分水是凉的。粒子本身是很耐用的，它们可以重复的吸收、加热、冷却而不需要替换它们。
很漂亮的工作不是吗？总体上来说，这描绘了太阳能有趣的未来应用价值，但是具体来说的话，一种价格低廉资源充足的蒸汽（甚至是低容量）怎样应用于产生电力和热量，来降低某些能源密集型的过程（比如水的脱盐）。就像瓦普说的那样，曾经有人提出一种简单便宜的方法，来制备和利用大量水蒸气，从而完全改变了世界。那么这次也是这样。
（环球科学 黄晓强）
原文链接：http://www.popsci.com/science/article/2012-11/turn-water-steam-using-only-sunlight-just-add-nanoparticles