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徐舒琪和她的博士生导师 Juan Felipe Torres 博士将人道主义betway88必威东盟体育和科学发现的热情结合在热扩散海水淡化的工作中——一种从海水中去除盐分的节能方法.

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Shuqi Xu and her PhD supervisor Dr Juan Felipe Torres
徐舒琪和她的博士生导师 Juan Felipe Torres 博士

“看到一种从未见过的现象真是令人兴奋,”徐淑琪女士说, betway88必威东盟体育 (ANU) 博士生.

“我不想让人们认为我是一个工作狂, 但我周日经常来实验室. 我迫不及待地想知道我们的实验结果.”

徐女士的奉献精神促成了世界上第一个热脱盐方法的出现,该方法在整个过程中水保持液态. 省电, 发表在的一项新betway88必威东盟体育概述了可能挽救生命的新方法 自然通讯.

利益交汇

“由于气候变化,严重干旱更加频繁地发生,”徐女士说.

“优化海水淡化是我们防止农业缺水造成饥荒的最佳希望.”

徐女士在本科时第一次对水安全产生了热情, 作为的一部分 人道主义betway88必威东盟体育 程序 与合作提供 无国界betway88必威东盟体育师, 她参观了柬埔寨湄公河上的一个偏远岛屿.

“人们在河里洗澡会出现皮疹,”她回忆道. “他们依靠收集雨水来获得足够的饮用水. 看到这个之后, 我真的很想从事一份可以改变人们生活的职业.”

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徐淑琪
2019 年下学期, 一门名为“流体力学和传热”的课程提出了一条可以将她对突破性科学和人道主义betway88必威东盟体育的热情结合起来的道路.

课程讲师, 胡安·费利佩·托雷斯博士, 是一位世界领先的研究人员,他建立了betway88必威东盟体育环境与航空航天技术热能 (HEAT) 实验室.

“令我印象深刻的是,他能够清晰而深入地解释复杂的事物,”徐女士说. “我也喜欢课程设计, 包括作业和考试, 这让我思考问题背后的潜在机制和假设.”

当她开始进行荣誉betway88必威东盟体育时, 徐女士找到托雷斯博士作为主管. 获得学位后, 她作为博士生加入他的实验室.

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Juan Felipe Torres 博士将于 2024 年教授流体力学和传热学.

“我攻读博士学位betway88必威东盟体育热扩散的动机与我的导师有很大关系,”她谈到托雷斯博士. “他非常有动力利用技术来帮助人们, 我已经从他身上学到了很多东西. 那么, 我知道与他合作将是一次很好的经历.”

徐女士是该项目的第一作者,Torres 博士是该项目的首席betway88必威东盟体育员 热扩散海水淡化 纸。

与时间赛跑

全球范围内, 超过 70% 淡水资源用于农业.

随着全球人口超过可持续极限, 农业和其他重要产业(例如纺织和肉类生产)将需要更多的水来跟上.

“我们的淡水资源已经面临很大压力,”托雷斯博士说. “当我们加上气候变化和更长、更严重的干旱时期的影响时, 我们可能面临复杂的人道主义危机.”

当前的海水淡化技术需要大量能源, 以及需要维修和维护的昂贵材料. 它们在城市和工业化地区表现良好,但在发展中国家或农村和偏远地区则不那么可持续.

“如果我们继续微调当前的技术而不改变基本面, 这可能还不够,”托雷斯博士说. “范式转变对于确保我们能够在下个世纪维持人类生命至关重要.”

新betway88必威东盟体育提出更简单的全球分布, 更小, 触发了更多经济实惠的海水淡化装置, 不是用电, 而是通过阳光直接产生的低品位热量, 或来自工业过程中产生的多余热量.

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这项技术背后的现象, 称为热扩散, 自 19 世纪以来就已为人所知 世纪:

“如果你有一桶咸水,一部分水较冷,一部分较热, 氯化钠将移至冷侧,”徐女士解释.

测试该效果是否可以用于海水淡化, betway88必威东盟体育人员将海水推入狭窄的通道,将海水从上方加热至 60°C,并从下方冷却至 20°C.

一旦盐迁移到较冷的水中, 设备重新处理温暖, 更新鲜的水再次通过通道,同时冷却, 已去除咸水.

每次水流过渠道, 其盐度降低了 3%. betway88必威东盟体育表明,经过反复循环, 海水盐度可从30降低,百万分之000至小于500.

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betway88必威东盟体育工程学院的博士生 Shuqi Xu 和她的博士生导师 Juan Felipe Torres 博士开发了第一个热扩散海水淡化原型:一种新的, 从海水中除盐的节能方法.

他们现在正在开发一种多通道设备,将部署在汤加, 严重干旱损害了农业产量,并使水资源短缺成为持续关注的问题.

HEAT 实验室betway88必威东盟体育人员对新方法感到兴奋,因为它不需要电网. 汤加设施将由“不比我脸大”的太阳能电池板供电, 徐女士说.

“有数千个偏远地区, 以及全球数十个面临缺水的小国,”托雷斯博士说. “它们位于气候变化影响最严重的地方, 干旱他们的土地并破坏他们的农业. 我们需要热扩散海水淡化来分散该过程并可持续地保障这些地区的水安全.”


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