有些地区为了解决水资源的短缺问题，会使用海水淡化技术。目前，麻省理工学院的科学家开发了一种重量不到10公斤的移动式海水淡化装置，它不需要使用水泵或过滤器就能生产出清洁的饮用水。让我们一起来看看这台引人注目的新设备是如何把海水变成能直接喝的饮用水的吧。
该设备只有一个普通行李箱的大小，淡化海水所用的功率非常小（每升海水约20 Wh），一块微型太阳能电池板就能为其供电。该装置的最大优点是，它无需像其他脱盐设备那样的过滤器。这意味着维护需求大大减少，非常适合在岛屿或货船等偏远地区部署。
该设备的大小与普通行李箱相当，只需要很少的电力即可操作（图片来源：M.Scott Brauer via Eurekalert）
不再需要过滤器根据该研究论文的第一作者郑孝尧（Junghyo Yoon）的介绍，大多数传统的脱盐系统需要高压泵来驱动水通过过滤器实现脱盐，因此，在不影响设备脱盐能效的情况下缩小装备的尺寸是一项艰巨的挑战。
传统海水淡化的工作原理
而本研究的科研团队使用了一种被称为离子浓度极化（或ICP）的方法代替过滤器。该方法是由Jongoon Han教授（该论文的资深作者）领导的一个小组经十多年开发而成的。
ICP法的处理过程不是过滤水的过程，而是利用电场作用于水上方和下方的膜。病毒、盐分子和细菌这些带电粒子成分会带有负电或正电，在经过膜时，因为电极相反，就会被膜排斥，而后被引导到另一股水流中，随后被释放。
在整个过程中，海水中的悬浮颗粒和溶解颗粒都会被去除，而只允许清洁的水分子通过。由于ICP只需要一个低压泵，因此它比传统海水淡化技术所消耗的电能要少得多。
然而，ICP法并不能持续去除水流通道中所有的盐分。因此，研究小组使用了第二种方法，即电渗析法来消除水中残留的盐离子。
研究中使用了人工智能和机器学习技术，以发现ICP和电渗析模块的最佳组合，包括两阶段ICP程序，水在第一阶段总共流经6个模块，然后在第二阶段流经3个模块，然后是电渗析过程。这样的技术减少了能源消耗，同时保证了在处理过程中的清洁。
在这一过程中，尽管一些带电粒子可能被吸附在了离子交换膜上，但只要简单地改变电场的极性，它们就可以很容易地被去除。
未来发展下一步，该研究的目标是进一步提高设备的使用效率和可用性。与此同时，还将专注于推广应用，替代传统海水淡化技术，并开发快速检测饮用水中的污染物是否超标的技术。
引用- Massachusetts Institute of Technology: MIT
- Portable Seawater Desalination System for Generating Drinkable Water in Remote Locations - (Environmental Science & Technology)
