【環保科技】MIT研便攜海水化淡器 小型太陽能板驅動
▲ 裝置是利用電力去除海水中的懸浮物，將海水轉化為食用淡水，省卻安裝和更換過濾器的步驟。（MIT）
海水化淡裝置常用於偏遠和資源嚴重受限的地區，例如島上社區和航海貨船，以及用於援助難民或執行長期軍事行動的士兵。不過，這種裝置需要經常更換過濾器作長期維護，帶來高額成本問題。
有大學研究人員開發了一套毋須安裝過濾器、只需要使用小量電力，就能進行海水化淡的便攜式裝置。
這款便攜式海水化淡器，由麻省理工學院（MIT）電子工程和電腦科學教授Jongyoon Han領導的研究團隊開發，它只有一個手提箱大、重量不到10公斤，所需電力比手機還要少，可由小型的便攜式太陽能電池板驅動。
電力去除懸浮物 不用高壓泵
該裝置是利用電力去除海水中的懸浮物，將海水轉化為食用淡水，省卻安裝和更換過濾器的步驟，大大降低了長期維護的要求，而且只需按下一個按鈕就可運行，非常方便易用。
便攜式海水化淡器能將海水中懸浮物的數量至少減少到十分之一，所產生的飲用水質量，優於世界衞生組織（WHO）的準則要求。此外，該裝置能以每小時0.3升的速度產生飲用水，而每升只需要20瓦的功率。
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現今的海水淡化裝置通常需要高壓泵將海水灌入過濾器，才能進行化淡，但Jongyoon Han指出，使用高壓泵對裝置的空間要求頗大，這很難在不影響設備能源效益的情況下實現小型化。
於是其團隊開發了「離子濃度極化」（Ion Concentration Polarization，ICP）技術，來取代高壓泵及過濾器。ICP的過程不是過濾海水，而是將電場作用於放置在水槽上方和下方的「離子交換膜」（Ion Exchange Membrane）。
當海水中帶有正電或負電的粒子（包括鹽分子、細菌和病毒）流過時，薄膜就會將它們排斥在外，然後，這些帶電粒子會被輸送到第二道水流並排出。以上過程也能同時去除溶解和懸浮固體，但只需要一個低壓泵，所以ICP比其他技術所需要的能源更少。
不過，ICP的過程並不能完全去除漂浮在渠道中間的所有鹽份，所以他們加入了第二個過程--電滲析（Electrodialysis），來去除剩餘的鹽離子。
利用機器學習 製作最佳組合
研究團隊利用機器學習（Machine Learning）找到ICP和電滲析模塊的理想組合，其最佳設置包括一個兩階段的ICP過程，水會在第一階段流經6個模塊，然後在第二階段流經3個模塊，接着是一個電滲析過程。這最大限度地減少了能源使用，同時確保該過程能保持「自清潔」（Self-cleaning）效果。
Jongyoon Han表示，縮小並堆疊ICP和電滲析模塊，可提高裝置的能源效率，也使它們能夠裝入便攜式設置之中。
他強調：「這裝置是為非專業人士設計，只需一個按鈕即可啟動自動脫鹽過程。一旦水的鹽度和懸浮物數量減少到特定的水平，就會通知用戶可以飲用。」
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記者：陳卓賢
