太陽光で海水を淡水化
 世界では人口の3分の2が水不足で悩まされていると言われている。この問題を解決するために、海水を真水にする技術がさかんに研究されている。

 そしてこのほど、マサチューセッツ工科大学などの研究者が、画期的な海水の淡水化装置を考案した。

 新開発のシステムは、太陽光の熱と水の自然な循環を利用することで、塩分の蓄積を防ぎ、電気もいらない。しかもどんな家庭にもあるたった460円程度の材料で、1世帯に必要な飲料水をまかなうことができるそうだ。
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従来の淡水化装置の弱点を克服

 これまでの太陽光を利用した淡水化システムは、海水を装置内に引き込むために”芯”が利用されていた。

 問題はここに段々と塩が溜まって、機能しなくなってしまうことだ。これを掃除するのは簡単なことではない。

 そこで新しいシステムでは、面倒な芯の代わりに、仕切りで海水を上下の2層に分けるようになっている。

 装置を海水に浮かべると、仕切りにいくつも開けられた穴から海水が上の層へと流れ込む。上部層は熱を吸収しやすいように黒い素材が使われており、水はここで太陽光で加熱されて蒸発。この蒸気を回収し、水として利用する。

 このとき、海水に含まれていた塩分が残される。このまま放っておいても、塩分が仕切りの穴を塞いで使えなくってしまうということはない。ここに研究グループの頭の冴えた工夫があるのだ。

 実は穴はちょうど2.5ミリに設計されている。というのも、それが水が自然に対流しやすいぴったりの大きさだからだ。

 太陽光の熱で温められた上層の水は、塩分の密度が高くなる。その分重くなっているので、穴を通じて下層へと沈み込む。同時により軽い海水が上層へと上がり、そこで温められてと、このサイクルを繰り返す。

 海水の対流も気化も太陽光の熱の作用なので、電気も必要ない。
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image credit:MIT

変換効率は80%、塩の蓄積もなし、しかも格安

 研究グループが最大20%の塩分濃度の海水で実験したところ、太陽熱による水蒸気への変換効率は80%以上だったという。また狙い通り、1週間使い続けても、塩の結晶はまったく見られなかったそうだ。

 より重要なのは、このシステムをどこの家庭にもある安価な素材で作れるということだ。

 研究グループの計算によれば、1世帯が必要な飲料水をまかなうには1m2の淡水化装置があればいい。その程度の装置ならわずか4ドル(約460円)の材料費で作ることができる。

 身近な材料で作れ、かつ電気もいらないこのシステムなら、水道が引かれていないような僻地や途上国で暮らす人たちにも飲料水を届けられるようになるとのこと。災害時などに水を確保する緊急用装置としても期待できるそうだ。

 この研究は『Nature Communications』(2022年2月14日付)に掲載された。

References:Solar-powered system offers a route to inexpensive desalination | MIT News | Massachusetts Institute of Technology / written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 19:06
  • ID:8jUX4yhL0 #

まさちゅーせっちゅ・・・あれ?まさちゅーちぇっちゅ・・・ま、まちゃちゅーちぇっちゅ・・・先生だぞー!!

2

2. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 19:08
  • ID:k8ZYT5zt0 #

これが大規模に実現可能なら中東あたりの淡水ろ過装置分のすさまじい電気消費が抑えられてすごい画期的な生活の改善が実現できる。問題は長期間使っている場合のテストがまだされていない点かな。実証テストやってほしい

3

3. じょん・すみす

  • 2022年02月26日 19:09
  • ID:tBJgoiGj0 #

海水から淡水を得るアイデアは良いとして、それで残った
濃い海水廃棄物をどうするのか、その辺が問題な様な気がする。

4

4. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 19:24
  • ID:nqxsr48V0 #

1平方メートル460円でほんとに作れるのか?
そんな簡単は話ならもう大勢作ってるよね?

5

5. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 19:31
  • ID:zn4zleby0 #

はぁ〜好き まじで好きこういうの

6

6. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 19:35
  • ID:.FqGgJmn0 #

これって、映画、サハラ 死の砂漠を脱出せよ、でもっと簡単な装置つくってただろw

7

7. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 20:05
  • ID:rdc0VNLD0 #

蒸散した水分を回収してまた液体に戻すことを効率的にやるのにまた別のシステムが要りそう。
小型小規模限定だね。一度に大量にやるには向かなさそう。

8

8. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 20:30
  • ID:8ME3W6Zk0 #

海水を淡水にしても利用できる?

9

9. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 20:39
  • ID:XWarEGOY0 #

すげえ。いざという時にも使えそうだ

10

10. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 20:39
  • ID:TfCzOgXt0 #

※3
この事業が広く普及して、全世界で大規模に行ったら当然そういう問題が出てくるよね
海に放流したなら海洋の塩分濃度の上昇などの長期的な問題が起こるのは必然
現在起こっている二酸化炭素濃度の上昇のようにさ
ただ、緊急回避的な用途で小規模に行うなら非常に有用な方法じゃないだろうか

11

11. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 20:39
  • ID:Kpqci98p0 #

サバイバルで海水にビニールシート貼って
蒸発した水滴を得るのと同じ作戦かな

12

12. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 20:40
  • ID:.2.u4n5j0 #

すげえ勘違いしているが、海水から塩分抜いても飲料水にはできないから

殺菌しないと大腸菌などの有害菌まみれだ

13

13. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:00
  • ID:9ABPNHpX0 #

太陽光だけでそんなに蒸発させて真水にできるのがびっくりした

14

14. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:02
  • ID:ehz13fCO0 #

>>3
海に戻したらだめかな?
やっぱり海が濃くなっちゃう?

15

15. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:04
  • ID:Fcf0lPzV0 #

※3
伯方の塩にしよう

16

16. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:05
  • ID:OnogImVS0 #

>>3
廃棄物っつっても塩とニガリだからなぁ
海に流すのと豆腐作るのと、どちらがいいか迷うな

17

17. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:15
  • ID:Pf2Q0EdX0 #

※3
濃くなった海水の濃度をさらに高めて海水塩を作って売るしかないな

18

18. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:25
  • ID:OnogImVS0 #

>>10
取り出した水もいずれ海に行き着くから変わらないよ
海から蒸発した水が雨になって陸に来て海に戻るのを人の手で極小規模に行ってるようなもの

19

19. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:46
  • ID:P.CAeEWP0 #

MASTERキートンで防水ポケットで作ったシートの下にオシッコして太陽光で蒸発させて水滴集めたみたいのかw

20

20. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 21:58
  • ID:5lgmUEj10 #

※12
>水はここで太陽光で加熱されて蒸発。この蒸気を回収し、水として利用する。
蒸発された水の中にも細菌がいるの?

21

21. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 22:45
  • ID:oXOV2Ado0 #

井戸水も水道水も簡易に安価に浄水できるのならば、ミネラルウォーター買わずに済むから水不足の地域だけじゃなくても需要があるかもね。(強い太陽光が必要?)

22

22. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 22:55
  • ID:NAKPKOVv0 #

※8
淡水なら鉱毒があるとかでも無い限り濾過と煮沸で良いんじゃないですかね・・・

23

23. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 22:56
  • ID:YIVKsUh.0 #

※3
海也山なりに捨てればいい
海が濃くなる??川が流れ込んで海が薄まってるか?
地球上から水が無くなる訳じゃないので、サイクルで戻る

24

24. 匿名処理班

  • 2022年02月26日 23:35
  • ID:dj.bmpRp0 #

あとは塩以外の不純物の除去をどうするかかね?

25

25. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 00:30
  • ID:.wCT608t0 #

これ塩作りも効率化できるのでは?

26

26. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 02:01
  • ID:8.54tQCd0 #

なんか胡散臭いな
アメリカの水不足が解決するまで信じないぞ

27

27. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 03:30
  • ID:l.xOfWt30 #

世界中の海軍が見ていそうなきがする

28

28. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 03:42
  • ID:abtcmRvE0 #

>>16
塩とにがりで豆腐作るなら醤油と味噌も作ろうぜ!

29

29. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 06:09
  • ID:x3zdvOXB0 #

作り方も載せて欲しかった。

30

30. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 06:17
  • ID:1olItQ9o0 #

>>12
浄水場のように塩素を加えればいいんじゃ?

31

31. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 09:02
  • ID:.XPA0g8p0 #

※3
人間のしょんべんってどうなってると思う?
環境破壊レベルの量だと思うけど
真水にして出来た塩をどうするか?ってことより
ずっと大事なことだと思うんだけど

まあ、精製した設備には海があるでしょうし調和するなり保管して管理すればいいのでは?
残るのは塩ですよ???

32

32. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 09:08
  • ID:OmPjne7F0 #

ハンドメイドレベルだから
水不足を根本的に解決できるモノではないと
大規模化できたら文明圏が変わってしまうレベルの発明だもんな

33

33. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 10:28
  • ID:pe6LKNwO0 #

サウジあたりの広い砂漠と太陽光には絶対不足がないとこなら、効率の低さを大面積でクリア出来るかな。

34

34. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 11:44
  • ID:0zDd748p0 #

結局海水が手に入るところでしか利用できないのが。
内陸に運ぶにはやはり多量のエネルギーが必要になるんじゃないかな?
でも淡水が手に入らないよりは遥かにマシだから期待します。

35

35. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 13:37
  • ID:TYLkagXg0 #

※29
実験装置の大ざっぱな作り方は論文に書いてあったけど、材料はともかく工作は面倒くさそう
・ポリウレタンのフロート板に2.5ミリの穴を5つキレイに空ける加工
・フロート板と重りの銅板を合わせて水中でうまくバランスを取る調整
・パッキンみたいなのをつけて、フロート板と容器とのすき間に水が通らないようにする必要

36

36. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 14:12
  • ID:fNjK.PPM0 #

※18
広いi意味ではそうなるけど、こういう淡水化とかで局所的に濃度が上がるのが問題なんだよ、放置すれば周囲で塩分濃度とかが上がって死海みたいな事になる、死海とか塩湖は天然でそうなってるわけだが、あれを人為的にやってるようなものだからな。
実際中東とかの農業用水とかの淡水化処理施設も同様の問題抱えてるし。

37

37.

  • 2022年02月27日 18:15
  • ID:3PXvT16S0 #
38

38. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 18:19
  • ID:3PXvT16S0 #

実現出来るのならかなり便利になるだろうね
そのままでは飲料水に適さないにしても

39

39. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 20:05
  • ID:NbKeOOam0 #

この仕組みだと純粋な水にはならないな
仕切りの穴付近で塩水の熱拡散が避けられない
精々上層の塩分濃度が下がる程度だ

40

40. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 20:46
  • ID:mWvjZzg.0 #

>>3
極地の氷が溶けてむしろ海水薄まって島が沈むぐらい海面上昇してるくらいだから
気にしなくて良いと思うぞ
海面下がるぐらい淡水化するんなら…
え、なにそれ凄くね?

41

41. 匿名処理班

  • 2022年02月27日 23:30
  • ID:6HSykuJ50 #

勘違いが多いが海面上でノーメンテで水蒸気を入手する装置だぞ。
暖まった海水は上部に留まり塩分濃度が高くなると下の海へと循環する。
海水循環で逃げる太陽熱は20%で80%が蒸発に使われる。
発生した蒸気を別の装置で冷やせば真水が労力ゼロで勝手に作られるって事。

42

42. 匿名処理班

  • 2022年02月28日 01:55
  • ID:TL89R4uZ0 #

※20
いたら雨降る度に大腸菌が降ってくることになるw

43

43.

  • 2022年02月28日 05:32
  • ID:06IoL.XB0 #
44

44. 匿名処理班

  • 2022年02月28日 10:43
  • ID:twY0f0lZ0 #

船の上で使うと役立ちそうだね…遭難したときとか特に。
陸上で大規模にやると土地が足りない気がする

45

45. 匿名処理班

  • 2022年02月28日 11:34
  • ID:vEnFBm8r0 #

>>36
んー
黒いタライ買ってきて中に水入れて日向に置いて一日経ったらどのくらい蒸発するか調べてみたら?

46

46. 匿名処理班

  • 2022年02月28日 17:49
  • ID:H..DaLSS0 #

※41
「雲を掴むよう」な話だな

47

47. 匿名処理班

  • 2022年02月28日 19:44
  • ID:w0.dlSpv0 #

今年の夏休みの自由研究の課題に持って来いだなw。

48

48. 匿名処理班

  • 2022年02月28日 20:56
  • ID:HpkBYzGy0 #

それでその安いどこの家庭にもある材料って何よ。
断熱材?壁に入ってるやつ?
壁引っぺがして断熱材出してこいと?
しかもそれ穴あいてないぞ。わざわざちょうど2.5mmの穴を全面に何百個も開けろと?
それを海水に沈めろと?ものすごい浮力あると思うんだが?

49

49. 匿名処理班

  • 2022年03月01日 12:56
  • ID:IFt3EZmJ0 #

>>15
はっ かっ たっ の 塩っ!♪は海外から海水を輸入して作ってるんで、純粋な意味での日本産の塩じゃない。これ豆。

50

50. 匿名処理班

  • 2022年03月01日 12:58
  • ID:IFt3EZmJ0 #

これで水不足の地域に、綺麗で安全な飲料水が行き渡るといいなあ。
(*´∀`)

51

51. 匿名処理班

  • 2022年03月01日 13:18
  • ID:G0PLdnQt0 #

>>48
これって噛み砕いて言うなら蒸留装置を海に浮かべただけだし、マジでそのへんのもんで作れるよ
陸地で普通に蒸留すると色々めんどくせぇから海面に浮かべて自然に蒸発する水分を取っ捕まえちまおうぜ!っていうコロンブスの卵的な装置

52

52. 匿名処理班

  • 2022年03月01日 17:15
  • ID:xvJumJ6K0 #

※3
結局その水も、飲めば体内に入って汗として蒸発するし、使わずに貯蔵するなら駄目だけど、農業でも飲み水でも何かしらで使えば、自然界を循環するのでは?

53

53. 匿名処理班

  • 2022年03月01日 20:01
  • ID:sAAArQYS0 #

塩の処理どうすんだとか今はどうしてるとか調べたりしないのか

54

54. 匿名処理班

  • 2022年03月02日 10:15
  • ID:d3ofs3Ga0 #

塩の処理がどうとか心配してる人多いけど海水の量からしたら誤差にもならない。
この装置やらんでも海面からガンガン水蒸気蒸発してるやんね。
それが雨で降って川に流れて海に戻るかその途中に人間の体を通過するかだけの話であって。
10億トンくらい火星に持ってってテラフォーミングするとかだと大変だろうけどさ。

55

55. 匿名処理班

  • 2022年03月03日 20:38
  • ID:L0jky.tV0 #

※3
塩とにがりが残るから豆腐に、、、ってのがあるけど、世界中の廃棄物を消費するのは難しいね

56

56. 匿名処理班

  • 2022年03月04日 13:35
  • ID:rM2YUpn80 #

【悲報】人類、海水さえも飲み干してしまう
とかにならないことを祈るわ…

57

57. 匿名処理班

  • 2022年03月05日 00:13
  • ID:RzhevrFg0 #

日本は淡水が豊富だからわざわざ海水を淡水にする技術について意識した事が無かったけど、なるほど面白い仕組みだなぁ。

58

58. 匿名処理班

  • 2022年03月05日 08:12
  • ID:mW77rpvv0 #

※3
海に返せば良い、太平洋でも常に水蒸気が起こっている事と同じ事

59

59. 匿名処理班

  • 2022年03月07日 16:24
  • ID:4guuYc5M0 #

カラパイアのサイエンス記事はマジで勉強なるわ。

60

60. 匿名処理班

  • 2022年03月23日 01:06
  • ID:GFavN4Mm0 #

海面上に置いて賄う発想は良いが、置いたところは日光遮って温度低下したり酸欠になったりして、大規模になるほどソーラーパネルみたいな問題発生しそう。

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