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16世紀時，英國女王伊麗莎白頒布了一道命令：誰能發(fā)明一種價格低廉的方法，把苦澀腥咸的海水淡化成可供人類飲用的淡水，誰就可以得到10000英鎊的巨額獎金。但是直到現(xiàn)在，人類的海水淡化技術仍然處于設備龐大、成本高、效率低、推廣不易的尷尬境地。但是近日，由GE全球研發(fā)中心和美國能源部組成的研究團隊正在研發(fā)的一種手持式3D打印設備，有可能使海水淡化變得更為方便。更值得一提的是，他們用的是蒸汽汽輪機的原理來實現(xiàn)它。

這聽起來似乎有點奇怪。其實，這一概念來自GE科學家Doug Hofer和Vitali Lissianski的創(chuàng)意。要知道GE公司的研究部到處都是小型的水冷卻器和咖啡機，而Lissianski無意中與他的經(jīng)理想到一個主意，他們聯(lián)手汽輪機專家Hofer，拿出了一個完美的淡化水方法：微型蒸汽渦輪機。

Hofer本人正在參與一項將GE汽輪機小型化的項目。而普通的GE蒸汽渦輪機往往有學校體育館那么大。“在傳統(tǒng)的蒸汽渦輪機中，蒸汽凝結就會變成水。”Hofer解釋說。“我們原以為也許同樣的原則可以用于海水淡化。”盡管這種系統(tǒng)通常用于發(fā)電，但Hofer解釋說，他們還可以運行這個流動系統(tǒng)去凍結海水或鹽水，而不是把它變成蒸汽。通過凍結混合物，鹽會以固體的形式自然分離，只留下冰，而冰融化之后就成了干凈的水。

迷你的3D打印渦輪

這可能會成為一個真正有用的工具，因為清潔的飲用水供應正在減少，而不是增加。地球上97.5%的水資源被鎖在大海里無法使用，而全世界有12億人處于嚴重缺水狀態(tài)。

“通過以冰的形式淡化海水，我們希望能夠改變這種態(tài)勢。”Vitali Lissianski說，他是GE全球研發(fā)中心能源系統(tǒng)實驗室的一位項目負責人。“通過凍結海水來淡化并不是什么新鮮事，但我們正在做的方式卻非常不同。我們利用的自己在葉輪機械方面的豐富知識開發(fā)了一種十分經(jīng)濟的解決方案。”

“你也可以說是我們的渦輪“增壓”出了一個經(jīng)濟的海水淡化系統(tǒng)。”Lissianski開玩笑地說。

Hofer解釋說，通過擴大渦輪機的冷氣來冷卻咸水或海水滴，會大大降低海水淡化所需要的能源。“冷卻的氣體與海水之間的熱傳遞比傳統(tǒng)的熱法海水淡化系統(tǒng)更有效率得多。”

如果這個手持的3D打印工具能夠試制成功，它能夠將海水淡化的成本削減高達20%。反過來也將吸引更多的資金被投向海水淡化設備。

對于這種水淡化概念，使用全尺寸的渦輪機并不明智。它們通常會有幾節(jié)火車那么大，往往需要數(shù)月才能制造出來。為加速開發(fā)過程，研究團隊使用由GE全球研究中心增材制造實驗室和GE航空在辛辛那提的增材制造中心開發(fā)的技術3D打印出小型化的部件。雖然還沒有確切的時間表，但是Hofer曾經(jīng)多次參與過將GE渦輪機小型化的項目，因此經(jīng)驗是現(xiàn)成的。所以我們有理由認為，可能在不久的將來，我們到海灘上玩耍時只需帶上這種手持式的工具就行了，無需再攜帶瓶裝水。