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16世紀(jì)時(shí)，英國(guó)女王伊麗莎白頒布了一道命令：誰(shuí)能發(fā)明一種價(jià)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(shuí)就可以得到10000英鎊的巨額獎(jiǎng)金。但是直到現(xiàn)在，人類的海水淡化技術(shù)仍然處于設(shè)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(guó)能源部組成的研究團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)的一種手持式3D打印設(shè)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(jī)的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)它。

這聽(tīng)起來(lái)似乎有點(diǎn)奇怪。其實(shí)，這一概念來(lái)自GE科學(xué)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(jī)，而Lissianski無(wú)意中與他的經(jīng)理想到一個(gè)主意，他們聯(lián)手汽輪機(jī)專家Hofer，拿出了一個(gè)完美的淡化水方法：微型蒸汽渦輪機(jī)。

Hofer本人正在參與一項(xiàng)將GE汽輪機(jī)小型化的項(xiàng)目。而普通的GE蒸汽渦輪機(jī)往往有學(xué)校體育館那么大。“在傳統(tǒng)的蒸汽渦輪機(jī)中，蒸汽凝結(jié)就會(huì)變成水。”Hofer解釋說(shuō)。“我們?cè)�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(shuō)，他們還可以運(yùn)行這個(gè)流動(dòng)系統(tǒng)去凍結(jié)海水或鹽水，而不是把它變成蒸汽。通過(guò)凍結(jié)混合物，鹽會(huì)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(huì)成為一個(gè)真正有用的工具，因?yàn)榍鍧嵉娘嬘盟�供�?yīng)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(wú)法使用，而全世界有12億人處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)。

“通過(guò)以冰的形式淡化海水，我們希望能夠改變這種態(tài)勢(shì)。”Vitali Lissianski說(shuō)，他是GE全球研發(fā)中心能源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的一位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。“通過(guò)凍結(jié)海水來(lái)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(jī)械方面的豐富知識(shí)開(kāi)發(fā)了一種十分經(jīng)濟(jì)的解決方案。”

“你也可以說(shuō)是我們的渦輪“增壓”出了一個(gè)經(jīng)濟(jì)的海水淡化系統(tǒng)。”Lissianski開(kāi)玩笑地說(shuō)。

Hofer解釋說(shuō)，通過(guò)擴(kuò)大渦輪機(jī)的冷氣來(lái)冷卻咸水或海水滴，會(huì)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(gè)手持的3D打印工具能夠試制成功，它能夠?qū)⒑Ｋ�淡化的成本削減高達(dá)20%。反過(guò)來(lái)也將吸引更多的資金被投向海水淡化設(shè)備。

對(duì)于這種水淡化概念，使用全尺寸的渦輪機(jī)并不明智。它們通常會(huì)有幾節(jié)火車那么大，往往需要數(shù)月才能制造出來(lái)。為加速開(kāi)發(fā)過(guò)程，研究團(tuán)隊(duì)使用由GE全球研究中心增材制造實(shí)驗(yàn)室和GE航空在辛辛那提的增材制造中心開(kāi)發(fā)的技術(shù)3D打印出小型化的部件。雖然還沒(méi)有確切的時(shí)間表，但是Hofer曾經(jīng)多次參與過(guò)將GE渦輪機(jī)小型化的項(xiàng)目，因此經(jīng)驗(yàn)是現(xiàn)成的。所以我們有理由認(rèn)為，可能在不久的將來(lái)，我們到海灘上玩耍時(shí)只需帶上這種手持式的工具就行了，無(wú)需再攜帶瓶裝水。