この画像を大きなサイズで見る海と太陽の恵みを利用して、電気を使うことなく、海水を真水に変えることができる、超効率的な淡水化システムが開発されたそうだ。
マサチューセッツ工科大学と上海交通大学の研究チームが開発したこのシステムは、海が広大な「循環を起こす仕組み」と「太陽の光」を利用して、海水から塩分を取り除く。
このシステムを、小ぶりのスーツケースほどサイズにすれば、1時間に4～6リットルの飲料水を作れるほど効率が良く、そのコストはなんと水道水よりも安いという。
海の広大な循環がヒントに
この新しい淡水化システムは、海の広大な循環がヒントになっている。
一見止まっているかのような海だが、じつは地球規模の大きな循環が起きている。
海面の海水は風に吹かれることで蒸発し、あとには塩分が残される。すると海面の海水は塩分が濃くなるとともに、水温が低くなることもあわさって密度が高くなる。そのために海水は下へ沈んでいく。
この海水の温度と塩分濃度の違いを原動力として生じる海の循環を「熱塩循環」という。
今回の淡水化システムは、こうした海水が循環する仕組みを再現したものだ。
この画像を大きなサイズで見る海水を太陽光で真水にする
システムは、「ステージ」という複数の層で構成されている。各ステージは上半分が「蒸発器」となっており、太陽光の熱で海水を蒸発させ、塩分を取り除く。
立ち上った水蒸気は、「凝縮器」であるステージの下半分に移動する。水蒸気はここで冷えて、また液体に戻る。それは普通に飲料水として飲むことができる、ただの真水だ。
研究チームが過去に作った淡水化システムでは、取り除かれた塩がたまって、たった数日で詰まってしまうという欠陥があった。
最新の淡水化システムは、塩をシステム内を流れる水の循環に利用することで、この問題を克服している。
この画像を大きなサイズで見る1時間に4～6リットルの飲料水を製造
このシステムを試作して実験した結果、各ステージを1平方メートルまで広げれば、1時間に最大5リットルの飲料水を作れることがわかったという。
しかもそれだけでなく、特にメンテナンスをしなくても、数年間は安定して働いてくれる。おかげで、スーツケースくらいの大きさにすれば、水道水よりも安く飲料水を作れると考えられるそうだ。
研究チームによると、水道水よりも安い淡水化システムが完成したのは、史上初めてのことだという。
自然の力だけで海水を真水に変えるので、電気がきていない地域でも使えるという特長もある。
研究チームは、近い将来この淡水化システムをスケールアップすることで、家族が少ない家庭の1日の需要を満たせるだけの水を作れるようにしたいと考えているそうだ。
この研究は『Joule』（2023年9月27日付）に掲載された。
References:Desalination system could produce freshwater | EurekAlert! / Desalination system could produce freshwater that is cheaper than tap water | MIT News / written by hiroching / edited by / parumo
余った塩もほしいなあ
>>1
循環している海水から淡水のみを抽出してるだけだから
塩は採取できないですよ
>>9
そうかなー
このシステムなら残りから塩を摂るんじゃないかと思ったけどな
さらに精製は必要だろうけど
少なくとも塩を海に戻すとは書いてないし
わざわざ抽出した残り？を放出するなんておかしくないか
昔ならともかくリサイクルが発達してる現代で一度分離までしたもの残留物をまた海に返すなんて非効率なことはしないと思う
そんなことしてたらさらに塩分濃度上がるだけでキリないじゃん
今は試験段階だからアレかもだが素人の自分ですら思いつくことにが気づかんわけないし、なんらかの処理方法とか再利用手段が用意されたくはず
>>39
>>海面の海水は風に吹かれることで蒸発し、あとには塩分が残される。
>>すると海面の海水は塩分が濃くなるとともに、水温が低くなることもあわさって密度が高くなる。
>>そのために海水は下へ沈んでいく。
>>システムは、「ステージ」という複数の層で構成されている。
>>各ステージは上半分が「蒸発器」となっており、太陽光の熱で海水を蒸発させ、塩分を取り除く。
>>立ち上った水蒸気は、「凝縮器」であるステージの下半分に移動する。
>>水蒸気はここで冷えて、また液体に戻る。
>>それは普通に飲料水として飲むことができる、ただの真水だ。
>>研究チームが過去に作った淡水化システムでは、取り除かれた塩がたまって、たった数日で詰まってしまうという欠陥があった。
>>最新の淡水化システムは、塩をシステム内を流れる水の循環に利用することで、この問題を克服している。
塩分の濃度が濃いほど下に沈む塩分の濃度差を利用した海水の自然循環によって、海水が蒸発して生じる塩分が蓄積されることなく海水に戻され、真水だけを取り出せる仕組みになっていますよ
過去記事にアメリカ各地で水資源の枯渇が問題になっているとされていましたけど
この技術を用いれば対策できる希望がありますね！
→アメリカで地面が割れ、巨大な亀裂が続々と発生。原因は地下水の過剰なくみ上げ
https://karapaia.com/archives/52325637.html
>>2
その水を内陸部まで戻すコストを考えたらプラスマイナス0オチがきそう
>>41
ならないよ。太陽光をつかうということは自然に左右されてしまうので
災害時の緊急用途やレジャーや小規模・少人数の集落ならば問題はないけど
ある程度町が大規模化・常時供給が必要となると不安定なシステムはあまり…
内湾の磯くさ～い緑の海水もすっきり淡麗な飲料水にできるのかしら
太陽光加熱の部分を発電所やゴミ焼却施設の排熱で代替できたら天候制約無くせるし捨てちゃうエネルギーも減らせるしでいいかも
>>4
処理前の水の確保も必要ですがね。
発電所はともかく、ゴミ焼却所は水源近くにあまり作らんと思う。
水道料金の全国平均は20㎥で3000円くらいらしいけど
この装置だとどのくらいになるんだろうか。
電気の来てない地域なら装置に海水を投入するのは人力だろうから
人件費だけでも20㎥で3000円じゃ済まない気もする。
>>5
石油より水のほうが高いという、金（と海）はあるけれど水が足りない
中東の産油国はたくさんありますから、そっち方面に売るのでは。
塩の他にも残留物からなんか取れないモンかね。海にはほぼ全部の元素が溶けてるそうだからな。まあだいたいは採算という壁が立ちはだかるんだが。
>>6
リチウムを海水から取る話は聞いたことがある
海の水を内陸に運ぶ輸送費が・・・・
これって殺菌・除菌されてないのでは？
その分のコストがないから安いだけの様な気がするが
>>8
蒸溜装置なんだから不純物も混入物も海水側に置き去りにきまってるだろ
よく子供向けの理科コラムである、
無人島で炎天下の砂浜に穴掘って海水入れて
中央を凹ませめのシートかぶせて鍋で露を集めれば真水が得られる
ってやつを、もうちょっと効率化した感じか。
飲料水としてはいろいろ不安が残りそうだけど
本当に塩分を除去できているのなら農業用水で重宝するかも。
中東や北アフリカの海岸沿いとか。
この装置を巨大化して水路を整備すれば
海を水源とした逆方向の河川を作れる。
間に浄水場をはさめば飲料水にできる。
２０３０年にはアメリカの地下水の大部分無くなるんだよね
良いニュースじゃないかな
海の水は水車でくみ上げれば人件費いらない。
水車とパイプラインだけ作れば海水はジャンジャン送れる。
>>15
その水車を回す水はどこから来るんだい？
そんな水あったらこんなシステムいらなくないかい？
>>62
海が川みたいに流れてると思ってるんじゃね
すでに逆浸透膜を利用した淡水化プラントで、海水の塩分濃度を遥かに超えた塩分濃縮排水による環境問題が起きてるけどこのシステムだとその問題は解決されないね
むしろ普及すれば濃縮排水も増えて…
>>16
塩も同時生産するしかないね
採算とれるかどうかはともかくとして工業用とか入浴剤とか用途はいっぱいあるし
おっ、深層循環ってやつやな
無限にはないんだからやめとけ
>>18
理論的にはそうだけど海がデカすぎるからなあ
>>25
海がいくら広大だと言っても無限ではないわけで
プラント規模で大規模にこの施設が運用されると
長期運用によって塵も積もれば…
世界の海全体がカスピ海となり果てるでしょうね
>>32
その理屈だと現行の水道も使えなくなる
>>18
水の場合、人間が使った後でまた海に還るから
そこまで問題にならないのでは。
海の塩分が濃くなる心配をしてる人もいるけど
これも使った後の水を海に戻していれば変わらないはず。
>>46
この装置の仕組みと同じで、濃塩水は海底に沈んでいくらしい
対して塩分濃度の低い水は海の表層に集まる
それで海底の生物が廃塩水により被害を受けるのでは…ということが問題視されてるらしい
海全体の塩分濃度というよりもあまりにも濃い塩水を海に流すのがダメらしい
>>48
それはどのくらいの量を流すことを想定してるんだろう？
廃塩水と言っても飽和レベルの濃度ではないだろうし
海底へ沈む過程で周囲の海水と混ざるから
とんでもない量を一度に流したりしなければ
そこまで問題になるとも思えないけど。
>>56
濃度や温度が違うと意外と混ざらないらしい
だから塩分濃いまま沈んでいく
>>61
周囲の海水と撹拌してなじませながら
投入していけばいいかもね。
船やヨットに積めるならめちゃくちゃ便利！
無人島の避難小屋にも必需品
これで海水を生活用水・農業用水・工業用水に使うようになったら、海の水が少なくなって悪影響になったりしないのかな。
地球温暖化の海面上昇した分ぐらいなら問題ないだろうけど、それ以上だと砂浜が増えすぎたり、他にも影響がありそう。
>>20
心配しなくても毎年23億トン程度は大陸プレートと一緒に地球に吸い込まれてるから
放っておいてもいずれは地球の水は無くなる可能性があるらしいぞ
まあ、無くなるまで数億年かかるらしいが
>>20
海洋誕生以来ものすごい勢いで地殻内に海水は取り込まれている。
7,8億年もしたら地球は枯れる。
人類の使う海水の水量なんてたかが知れている。
しかし、これが実用化されると日本の海洋プラント技術が危うくなりそうだね。
言うてもなぁ…画期的な発明でも国レベルの支援がないと浸透せんよなぁ…
トウモロコシ燃料とか空気中の水分を飲料水に変える技術とか知名度全然ないし、広まらない。
この手の自然エネルギー新技術は欠点やネガ要素を一切言わないし、
極端に都合のいい前提での計算、夢見がちな見通しの場合がほとんど。
話十分の一程度で聞いておくべき。
沸騰もさせずに1平方メートルで1時間5Lもの水分を蒸発、回収するなど、
吹かすのも大概にしろと言いたい
陥没が洒落にならなくなってきて本腰入れ始めた感じかな？
水道水よりも安くという点が特に素晴らしいシステム
途上国にありそうな海岸沿いで貧しくて上水道もなくて、でも近くに川もないなんて地域で特に役に立ちそう
あとは動力がいらないので、万が一のための防災設備として
これを原因とする海水の塩分濃度上昇により海棲生物の半分が絶滅するには、どれくらいの規模が必要だろう？
>>26
多分、地方都市で数十年から百数十年
国家単位で数十年
とかそんなもんで影響が騒がれる様になる気がする。
こう言う環境エネルギーを消費する技術って、大体そのくらいで問題出てるし。
残った塩をどうするのかが問題だ。現在の淡水化装置も淡水を取り出したあとに残る高濃度塩水の処分方法。目下いい方法がないのでそのまま海に捨てるもんだから、沿岸分の海水の塩分濃度が上がりすぎて生態系が壊滅する。沿岸漁業が盛んな地域でやったら、とんでもないことになっちゃう
蒸留水だからね
そのまま飲み続けるには将来健康問題が起きそう
これ蒸留のための過熱と海水の供給・排出を自然の力でやれるわけだね
日照不足と強い波への対策は？
わからないのは２つ
上のステージで分離された塩はどうなるんだろう
にがり塩として利用されるのか（あるいはリチウム資源）
それとも海に戻されるのか
下のステージで濃度が上がった海水は循環されるようだが、規模が大きい装置だと付近の湾など塩分濃度が上がりそうだね
自然に濃度が上がる入り江とかあり、それには適応した生き物がいるけど、人工的に濃度が上がると生態系を乱す
最悪は死海が出来る、あるいはそれに適した生き物が移り住んでくる安定
まあスーツケースくらいならそれほど負荷をかけないか
いろいろ試して早く実用化を
飲める水はどんどん、いや急速に消えてる
元海自だけど、飲用水は訓練航海中、ボイラー煮沸による蒸留水に段々と切り替わる。シャワーで泡が立ちにくかったり、飲み続けるとカルシウムが体内から溶け出すと習った記憶あり。何より「味」が無いんだよ。30年以上前の話。
>>29
味が無いとは面白いな
海水って軟水か硬水どっちなんだろうか
素人考えだけど、そこも味が無いって話に関係してそうだね
>>54
軟/硬水はミネラルの含有量で決まるから、分類するとしたら、海水はバチバチの硬水だね。
蒸留水は、通常含まれるミネラル分等の不純物が一切含まれないから、味が無く感じる様だよ。
たぶん農業用水として使うから、アラル海みたいにならなきゃいいが。
砂漠の緑化とかにも有効なのだろーか？
すごいな、まさに現代の錬金術。海水だけじゃなくて濁った川や沼の水にも応用して、あとは殺菌できれば水問題の解決が加速するぞ。
これに太陽光発電を組み合わせたら日本にたくさんある無人島を個人が別荘みたいに住めるようになるかしら？
でも得られるのは多分、ただの蒸留水だろうから、更に消毒滅菌とかしなきゃなのかな。そうなると個人では水道水より、高くつく？
>>36
飲むなら殺菌しないといけないみたい。雑菌が繁殖し易いんだって。
実用化するなら加熱殺菌はお金かかるからカルキ入れるんじゃないかな。
まあかなり嘘っぽいというか、別にこれまでと何が違うの？みたいな。
そりゃ、太陽の熱で蒸発させるわけだからずっと使い続ければ減価償却されて見かけは安い水ができるだろうけどね。普通に船舶で使う真水製造機の熱源の部分を、太陽光の熱プラントに入れ替えてやればそれで十分だと思う。結局は海水を蒸発させて水を得て、濃くなった塩水を海に戻す。方法と規模だけの違い。
余った濃度の高い海水の処理はどうするのかな
まさか海に放流するんかな？
生態系壊れそう
TBSのクイズ番組で何年も前に放送されていた内容ですね！
イスラエルの飲み水は海水で既に開発されていて
大規模自然災害で断水しても応用できるように
車で給水可能にしているようです。
一台100万ぐらいだっと思う（もう少ししたかな？）
ドクターライト「市長おめでとうございます！今までよりも効率のいい淡水化プラントが実用化されました！」
水道水より安いってのはあくまで飲料水を作るまでのことで、できた水を家庭に届けるコストは度外視しての話なんだろうな
海まで行って海水を汲んで淡水を作って家に持って帰るのまで含めると海辺に住んでる人以外は間違いなく既存の水道水よりも高くつくだろうね
これを水道水の水源にするには作れる量が少なすぎて焼け石に水だろうし
コストよりも電気要らずで小型化できそうなのが便利だから孤立した海辺の集落や別荘、キャンプや災害時での利用を前面に出した方が良さそうな気がする
殺菌コストを入れてないんじゃないかなあ
除湿機の水だって、最初はキレイでもすぐに濁って飲めなくなる
レジオネラ菌でアウト
海水から真水を作る機械は良い物だ、しかし海水から真水を作ると
高濃度な塩水が残る問題があるんだ。
これをどうするのかって問題はどうするのかな？
>>53
真水で薄めて海洋放出する
>>55
なるほど！残った高濃度の塩水を作った真水で薄めて、海水と同じ濃度の塩水にして海に放水すれば、環境への負荷は全くなくなるわけだ！
よっしゃ本末転倒だぜ！
>>53
下水処理した水で薄めればいいんじゃないかな。都市で使うんだろうし。
配管を通して何十kmも離れたところに送った先で安全に飲めないと水道水と同じ土俵には立てない
この装置で出る濃塩水がどうこうというより、既に大量に作られている海水を真水にする施設から出る濃塩水が垂れ流しなところにさらに効率的な装置が出るから濃塩水どうこう言われてる気はする
予想通り素人の懸念で盛り上がってた
日本は研究環境が悪いとかよく言うけど、やっぱ国柄が出てると思うわ
ゼロリスクじゃなきゃ許されない
>>63
そういう考えで「リスクなんて無いぜ!」って海水淡水化装置を設置しまくったサウジアラビアが今周辺国からあれこれ言われてるから、これ系は日本よりむしろ海外でメジャーな話よ
まあでも今のところサウジアラビア周辺の海に大きな異変は無いっぽいから危険性が無いってのも間違ってないかもな
>>63
意識高そう
それをよこせ…
全部だ…
全部だ…！
数年間はノーメンテって書いてあるけど、その数年後のメンテ費用が普通の水道水のコストを上回りそう
サウジアラビアとかの近くに海があり、真水が少ない地域ならいいかもね
砂漠の砂粒取り除く分とか含めても費用的にはあんまかからないみたいな感じなんだろうか
あくまで非常用だろうし、環境に与える影響まではあまり深刻にならなくてもいいと思うけども、
それより何より太陽光使うと、装置内、あっという間に藻だらけにならない？
メンテナンス大変そうだし、実運用すごい大変そうとか思ったんだけど、どうでしょう
水処理技術は日本の十八番だったのにもう終わりだね
>>75
尾張守さまの、おなーりー
この手の話って何回も出てくるけど一回も実用化されたの見たこと無いよ。お金集めの為で、実際はどこかしら不備が有るんだよな。
福岡は、大きな川なくて
海水を飲料水に変えてなかった？
>>82
以下コピペ。
生活用の海水淡水化施設は，日本全国に現在約40カ所あります。
このうち，大規模なものは，福岡市の「まみずピア」（5万立方メートル/日）と沖縄県の北谷（4万立方メートル/日）の2カ所で，残りは千立方メートル/日以下の小規模なものです。
また，工業用の海水淡水化施設としては，火力発電所や原子力発電所などで，数千立方メートル/日規模のものがいくつもあります。
なお，これらとは別に，塩分を含んだ地下水などの「かん水」を淡水化する施設が生活用，工業用で各地に設置されています。
遭難した時とかに穴掘って中心に受け皿、周りに海水ばら撒く、ビニール被せて真ん中に石置いて放置すると真水が得られるってなんかで読んだな