前沿：科学家研发出太阳光净水概念设施

洁净的饮用水问题已经迫在眉睫。2010年举行的联合国大会上人们达成共识，使用卫生设备和干净的饮用水源是每个人的基本权利，但是仍有十亿人口处于难以获取干净的饮用水源的状态。

但设想一下,如果你可以在你的后院舀一桶水,把它放在阳光下,看着毒素和细菌像除泡沫一样消失，你将成为这场干净饮用水危机的拯救者。

卡内基梅隆大学的机械工程助理教授Venkat Viswanathan和一组研究人员设计了一个概念性的设备,仅仅通过吸收阳光就可以净化污水。本质上说，这个设备将污染水和太阳光结合起来生成可饮用水资源。

“理论上，”Viswanathan说道：“你可以加一小块这种材料在桶中的水里，将桶放在室外，该材料会吸收太阳光。我们所做的，本质上就是利用太阳的能量激发或者氧化水，将其变成有洁净能力的化合物。”

Viswanathan演说中提到的材料很简单：它是一种由二氧化锡或二氧化钛组成的棒状材料，可以吸收太阳光使水氧化，生成过氧化氢。

“人们尝试了很长时间研发一种可以模仿树叶的材料，这种材料可以将二氧化碳和水转化成燃料，”Viswanathan说道：“树叶可以将它们转化成纤维素和葡萄糖，为了模仿这个过程，你需要做的是将水转化成氧气。而二氧化锡和二氧化钛能成为候选物质的原因是它们在将水转化成氧气方面糟糕的表现。它们将水氧化的能力最差，也正因此它们在这个过程里表现很好。”

二氧化钛和二氧化锡是非常稳定的化合物，换句话说，它们不易反应，任何化学物质都很难接近它们。它们对其它的化合物具有很弱的约束力，引发过氧化氢的生成。利用来自太阳的光子能量，二氧化钛和二氧化锡可以将水分子转化成过氧化氢分子。

然后，一旦过氧化氢清除完水中的细菌和有机污染物，由于在水中不稳定，过氧化氢就会自行降解。

Viswanathan解释道：“当催化反应完成后，只要将水多放在太阳光下暴露一会。当水稍微升温，过氧化氢会分解为水和氧气。”

据预测到2020年将有三十亿人不能够喝上干净水，Viswanathan说。但是他希望他们团队的设备最终能够生产并的到应用，这样这个数字就会下降。

“水将是未来世纪的巨大的挑战,因此解决挑战是相当重要的,”Viswanathan说。“我希望通过这个设备给我们提供一个水处理解决方案。这个设备如果按我们想象的方式工作,那将能够真正获得干净的饮用水来填补十亿人干净水源的缺口。”