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2019-08-16魚與熊掌可兼得能生產水與電的太陽能板
452 期
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【本刊訊】環保及再生能源近年來討論熱度不減，在面對極端氣候及全球暖化等環境議題時，永續發展將成為未來最火熱的話題。對此，近日由來自沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學（King Abdullah University）的研究團隊，發布於《自然通訊》（Nature Communications）期刊的研究指出，科學家藉由在太陽能板的背部裝設水蒸餾系統，並在系統中置入汙水，水分透過裝置轉換，使太陽能板不只能夠產生電能，同時也可提供乾淨的水資源。
該設備的運作方式，是透過太陽能板收集太陽光並產生電能時，同時將來自太陽光的輻射熱能驅動面板背後的水蒸餾系統。當蒸餾系統中的水分蒸發時，水蒸氣通過內部裝設的多孔聚苯乙烯薄膜（porous polystyrene membrane）後，過濾掉水蒸氣中的鹽分及其他汙染物等雜質，並讓乾淨的水蒸氣在薄膜的另一側凝結，以提供乾淨的液態水。研究人員表示，該技術不只不會降低太陽能板本身的發電量，又能提供乾淨的水資源，因此將有助於面對水資源匱乏的地區，解決全球日益增長的水需求議題。
研究人員表示，在實驗過程中，團隊將此太陽能板置於實驗室內，透過照射類似太陽光的燈光進行測試。結果發現，太陽能板能將約11%的光能轉為電能，與一般商用太陽能板10~20%的轉換效率差異不大，因此未來或許能夠成為商業用途的全新替代品。另外，研究人員也將含有重金屬物質的鹽水及汙水放入水蒸餾系統中進行測試，實驗結果顯示，長度達1公尺的裝置，每小時可過濾約1.7公升的水量。
此太陽能板系統的相關研究，後續將著重於實際應用端的測試，例如太陽能板的部屬位置為重點考量。舉例而言，如果將系統放置於房子屋頂上，水分的來源將是一大問題；將裝置設置於海洋，在面對瞬息萬變的海流與海浪等，其穩定性便十分重要。因此需將各種因素列入考量，使該裝置能順利進入實際應用階段。
新聞來源
W. Wang et al., Simultaneous production of fresh water and electricity via multistage solar photovoltaic membrane distillation, Nature Communications, 2019.