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美国密歇根大学和莱斯大学的研究团队在《自然-水》期刊上发表了有关这一新技术的研究，详细阐述了相关内容。
一、密歇根大学新技术的基本情况
硼是海水中的一种天然成分，但当海水经过传统的脱盐过滤器时，它会变成饮用水中的有害污染物。海水中的硼含量大约是世界卫生组织（WHO）对安全饮用水的最宽松限值的两倍，且高于许多农作物的耐受水平5到12倍。
论文的作者是密歇根大学化学工程系高分子科学工程的助理教授Jovan Kamcev。他指出，大多数反渗透膜在去除硼方面效果不佳，因此海水淡化厂通常必须进行后处理以去除硼，而这一过程往往成本较高。我们所开发的新技术相比于传统方法，具有良好的可扩展性，并能以更低的能耗实现硼的去除。
二、旧净水技术的比较
在海水环境中，硼以电中性的硼酸形式存在，因此容易穿透传统的反渗透膜（这类膜主要是通过排斥带电的原子或分子来实现脱盐）。为了解决这个问题，海水淡化厂通常会在处理后的水中添加碱性物质，使硼酸转变为带负电的离子。接着，通过另一个阶段的反渗透去除这些带电的硼，最后再添加酸性物质以中和碱性。这些额外的处理步骤成本非常高。
研究团队开发的新型水净化技术装置显著降低了海水淡化过程中对化学品和能源的需求，提升了环境的可持续性，并实现了成本降低高达15%。这相当于每处理立方米水节省约20美分。
新型电极通过将硼捕获在布满含氧结构的孔隙中来实现去除硼。这些结构能够专门与硼结合，同时允许海水中的其他离子通过，从而最大化硼的捕获量。
这些捕硼结构仍然需要硼呈现负电荷。研究团队不再使用碱性物质，而是通过在两个电极之间分解水分子，产生带正电的氢离子和带负电的氢氧根离子。氢氧根与硼结合后使其带负电，随后被正极的捕获位点吸附。通过电极捕获硼的方式，还能避免在反渗透阶段增加额外的能耗。最后，氢离子和氢氧根离子重新结合，生成中性且不含硼的净水。
三、新型净水技术的优点
2019年，全球的海水淡化能力达到了每日9500万立方米。如果采用新型的水净化技术，每年可以节省大约69亿美元。而大型海水淡化厂每年也能节省数百万美元。
这种成本节约有助于提高海水作为饮用水的可获取性，从而缓解日益加剧的水资源危机。根据全球水经济委员会2024年的报告，预计到2030年，淡水资源仅能满足全球需求的40%。
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