在东海之滨的宁波,一项可能改写全球水资源格局的技术突破正悄然诞生。甬江实验室联合本土企业研发的“超级滤膜”,凭借石墨烯材料的革命性应用,实现了每日10万吨淡水的规模化生产,相当于为一座中型城市解除了缺水警报。这一成果不仅标志着中国在海水淡化领域的技术跃迁,更为全球沿海地区应对水资源危机提供了全新的“宁波方案”。
当石墨烯遇见海水:原子级过滤的魔法

传统海水淡化技术如同用细网捕鱼,既需要巨大压力驱动又难以阻挡微小盐离子。而宁波团队创新性地利用石墨烯的二维蜂窝状结构,通过水合离子精确控制膜层间距至0.3-0.7纳米——这个尺度恰好允许水分子通过,却能将钠、镁等水合离子拒之门外。这种“分子筛”效应就像给海水安装了一道智能旋转门,仅对淡水放行。实验数据显示,该膜对盐分的截留率高达99.9%,同时能耗仅为传统反渗透技术的三分之一。

从实验室到海岸线:技术落地的宁波智慧
技术的突破离不开产学研的深度融合。宁波水艺膜科技与沃浦膜环保等企业将石墨烯膜与增强型PVDF基材结合,创造出兼具机械强度与抗污染特性的复合膜组件。这种设计借鉴了“钢筋混凝土”原理:石墨烯提供精准筛分能力,高分子基材则承担结构支撑,使得膜元件能承受长期海水冲刷和微生物侵袭。目前,首批商业化装置已在象山港试运行18个月,面对藻类爆发期仍保持93%以上的通量稳定性。
环境与经济的双重账本
相较于需要燃烧化石能源的热法淡化,石墨烯技术的碳足迹降低约65%。按日产10万吨计算,每年可减少12万吨碳排放,相当于种植700公顷红树林的固碳效果。更值得注意的是,其副产品浓盐水的盐度比传统工艺低40%,大幅降低了对海洋生态的冲击。宁波市发改委测算显示,该技术使淡化水成本降至4.8元/吨,已接近居民用水价格区间,为大规模推广扫清障碍。

全球水危机中的中国答卷
这项技术的战略价值远超地域限制。联合国环境规划署数据显示,全球有超过20亿人生活在严重缺水地区。宁波团队正与沙特、智利等国洽谈技术输出,其模块化设计可快速适配不同海域水质特点。正如参与项目的金万勤教授所言:“我们不仅要解决宁波的喝水问题,更希望为‘一带一路’沿线送去可持续的淡水解决方案。”
未来图景:当淡化厂变成发电站
更富想象力的是,研究团队正在试验石墨烯膜的反向应用——利用海水与淡水的渗透压差发电。初步测算显示,每吨淡水生产过程可同步产生0.7度电能,这意味着未来大型淡化厂或将成为“水电联产”的绿色基础设施。随着宁波新材料科技城持续投入研发,下一代光热耦合石墨烯系统有望在2028年前将能效再提升50%。

在这场与缺水的赛跑中,宁波用科技创新证明:人类完全可以从分子层面重新设计与自然资源的相处方式。当石墨烯的六元环成为连通蔚蓝海洋与清冽甘泉的密钥,海岸线上的每一滴海水,都正在被赋予新的生命意义。