撐起這把“太陽傘”，工業蒸發池的蒸發速率可提升一倍

記者 | 徐寧

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在中國，或是玻利維亞、阿根廷和智利的“鋰三角”地區，活性金屬的提取需用到大量工業蒸發池，佔地面積可達數英畝。

蒸發池是處理各種行業汙染廢水的廉價方法，涉及電廠、海水淡化廠以及石油、天然氣和鋰行業等。

它們利用陽光自然蒸發，將大量廢水減少為體積更小的固體廢物，常見於中國、澳大利亞、歐洲、中東和美國一些氣候乾旱或半乾旱地區。

但蒸發池對自然環境有直接影響。鳥類和其它野生動物常將蒸發池誤認為是自然濕地，誤入其中造成危險。

斯洛文尼亞塞科夫耶的蒸發池。圖片來源：Depositphotos

1月6日，據伯克利實驗室（Berkeley Lab）消息，該實驗室的研究人員發明了一種“太陽傘”，不僅不會遮擋陽光，反而會集中太陽光熱量，使工業蒸發池的蒸發率能大幅提高。

伯克利實驗室能源部副主任拉維·普拉希爾（Ravi Prasher）表示，提高工業池的蒸發率，能從根本上減少蒸發池所需的土地數量，減少對環境的影響。

伯克利實驗室的“太陽傘”，是一種光熱平板裝置。該平板一面能選擇性地吸收太陽能，另一面可以集中釋放太陽光中的中紅外波段能量。

它們建造水面上方一英尺處，將入射的太陽光從400到1500納米的波長，轉換為3000納米或更長的波長。

傳統蒸發池中，入射的陽光被全部吸收，整體水溫得以升高，進行蒸發。加蓋伯克利實驗室研發的“太陽傘”後，攝入水中的陽光可轉換成中紅外波段異塵餘生，只會加熱水面，深度100微米左右，從而增強蒸發率。

伯克利實驗室博士研究員阿肯沙·梅農（Akanksha Menon）解釋稱：“我們發現，水在中紅外波段的照射下，有很強的吸收能力，把所有的熱量保留在一個非常薄的層裡。”

傳統蒸發池和架設“太陽傘”蒸發池的對比。圖片來源：伯克利實驗室

通過飽和食鹽溶液模擬實驗，伯克利實驗室的研究人員發現，加了“太陽傘”的蒸發池，蒸發率比普通蒸發池高出一倍。他們認為，通過優化熱設計，蒸發池的蒸發率可增加至160%。

這並不是科學家利用太陽能改善蒸發池的首次嘗試。為了最大限度加大工業池的表面蒸發能力，科學家們曾提議在蒸發池表面覆蓋像黑色海綿一樣的漂浮物，吸收陽光，集中熱量。

但梅農表示，使用這一方法的缺點是，隨著時間推移，汙染物會附著在漂浮物的表面，這不僅不能增強太陽光的吸收，還會反射太陽光，使漂浮物吸熱的性能急劇下降。

在蒸發池表面架設“太陽傘”，則可以避免出現類似的問題。

伯克利實驗室研究人員指出，這種“太陽傘”也可在海水淡化廠發揮作用。該研究團隊正考慮用聚合物或其它材料來製造這一設備，以進一步降低生產成本。