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【環保淨水】太陽能過濾器 助貧窮地淨化食水

12:00 2022/05/22

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二氧化鈦是一種寬帶隙半導體,可有效吸收太陽光譜中的紫外綫(UV),進行光催化應用。(EPFL)

為解決人道危機,有科學團隊研發出納米綫管過濾器(Nanowire-Nanotube Purification Filter),透過太陽能運作,為這些地方提供潔淨食水。

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在衞生基礎設施尚未完善的偏遠農村、或受戰爭破壞的國家,因電力匱乏而無法使用先進技術淨化食水。在這種情況下,人們被迫飲用被糞便、寄生蟲、有害細菌、病毒等污染的水,這些污水可能帶有大腸桿菌、沙門氏菌(Salmonella)、隱孢子蟲(Cryptosporidium)或甲型肝炎,這不僅會導致胃痛、發燒、頭痛、腹瀉和疲勞,甚至會令人死亡。

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根據世界衞生組織(WHO)數據,全球至少有18億人現時仍會飲用被糞便污染的水,到2040年,世界有很大部分地區仍會因食水資源不足而承受水資源壓力。同時,聯合國兒童基金會(UNICEF)估計,由於不安全的食水供應,每天約有1,800名兒童死於腹瀉及霍亂等疾病。

要解決這生命威脅,最重要是找到一種簡單且具成本效益的方法,為這些地區提供清潔、安全和能負擔的飲用水。瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)物理學家László Forró領導的科學團隊,通過將二氧化鈦(TiO2)納米綫和碳納米管(CNTs)結合製成濾水器,配以太陽能供電,成功以光催化形式將污水淨化為可飲用食水。

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二氧化鈦是一種寬帶隙半導體(wide-band gap semiconductor),可有效吸收太陽光譜中的紫外綫(UV),進行光催化應用(photocatalytic application)。

二氧化鈦納米綫和碳納米管交織在一起形成複合材料後,在陽光照射下,水就會與它們產生一組活性氧分子(ROS),這些分子包括過氧化氫(H2O2)、氫氧化物(OH)和氧氣(O2-),它們都是有效的人類病原體(如細菌和大型病毒)殺手。在這化學作用下,水中病原體就會被活性氧消滅。

更重要的是,納米綫管濾水器的運作毋須任何人工能源,只需要有陽光照射,在貧窮地區也能大派用場。László Forró表示:「這個裝置可以在偏遠地區為小規模的人口提供清潔的飲用水,並且可以很容易地擴大規模,使更多有需要的人受惠。」

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責任編輯:陳卓賢

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