南大团队研发太阳能蒸汽发生器节能环保加速海水淡化 | 联合早报

从植物的蒸腾作用中汲取灵感，用三维打印技术开发的太阳能蒸汽发生器，有助提高海水淡化技术的效率，并利用太阳能驱动过程，来降低能源消耗，整体更加环保和可持续。

这项太阳能蒸汽发生器（Solar Steam Generator）利用多射流熔融（multi-jet fusion）三维打印技术进行制造，由南洋理工大学新加坡3D打印中心周琨教授的研究团队共耗时两年进行研发。

周琨教授也是南大机械与宇航工程学院副院长，他多年来关注海水淡化课题，并研究三维打印技术超过十年。

周琨教授（左）指出，使用树状设计可以增加太阳能蒸汽发生器的表面积，从而增强水的传输和加速蒸发效率。右为参与研究的机械学院博士生高铭。（特约沈康雄摄）

周琨接受《联合早报》访问说，随着全球人口不断增长和气候变化的加剧，淡水资源短缺问题正成为世界各国面临的严峻挑战，解决淡水资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术是反渗透技术（reverse osmosis），往往耗资巨大，且能耗极高，过程也比较复杂。

由于成本与能源消耗高，传统的海水淡化技术在资源匮乏的地区难以大规模推广。

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](https://www.bdggg.com/2024/zaobao/news_2024_09_28_710205) 所谓蒸腾作用（transpiration），是水分从活的植物体表面如叶子，以水蒸气状态散失到大气中的过程，它与物理学的蒸发过程不同。在团队的研究下，通过打印犹如植物维管系统的毛细管微结构，仿效植物的蒸腾作用，树状设计可以增加太阳能蒸汽发生器的表面积，从而增强水的传输和加速蒸发效率。

太阳能蒸汽发生器能把所吸收的太阳能，转化为热能，并蒸发海水。

值得一提的是，新开发的太阳能蒸汽发生器拥有自行清洁功能，能够在蒸发过程中主动去除累积的盐分，避免传统海水淡化技术中常见的盐分结垢问题，从而确保设备长期稳定运行。

符合饮用水标准 是低成本且可持续的海水淡化解决方案

参与这项研究的机械学院博士生高铭受访说，实验结果显示，收集到的冷凝水都能符合饮用水标准，通过长时间的测试，设备的性能几乎没有出现下降。

由于太阳能蒸汽发生器性能稳定和适应力优异，不仅在海水淡化领域具有广泛的应用潜力，还可以应用于太阳能转换和水净化等其他领域。

在资源有限的地区，则可为缺乏淡水的社区提供可持续的海水淡化解决方案。该技术具有制备流程简单、性能可控、低成本等特点，便于推动大规模商业应用。

这项研究成果已在国际期刊《Applied Physics Reviews》发表。