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飛碟讓海水淡化 
只要兩個鍋子、一層隔熱板，以及創意巧思，即可讓海水源源不絕變成淡水，供應人們使用。
文／楊嘉慧
審稿／台灣亞洲大學創意發明中心主任 鄧鴻吉、中原大學土木工程學系 陳泊翌
海水是地球上最豐富的水資源，許多人一直努力研究，希望讓覆蓋地球表面 70% 的海水可以源源不絕變成淡水使用。2008 年工研院 U19 創意競賽中，明倫高中畢業生陳泊翌、陳崇文、杜佳蓉、莊沛霖、鄭奕彰和潘貫佑設計出一個直徑約 30 公分的飛碟造型海水淡化器，只要將它置於海面上，即可使海水淡化而得到清水。這項設計於該競賽中獲得「最具想像力獎佳作」與「評審團特別獎」，是相當實用的發明。
陳泊翌表示，構思海水淡化器的起因是看到澎湖鬧水荒的新聞。一開始他們想的解決方式很直接，只要取兩個桶子，之間以管子相連，其中一個桶子裝海水，當海水在太陽下蒸發，水蒸氣碰到管子凝結成水滴後，再設法使其沿管子滴進空桶，就可收集使用（見下圖）。不過此法收集淡水的速度極慢，之後雖然嘗試更換管子材質，如改成熱傳導較高的銅管，但所能提高的淡化速率有限，而且收集到的淡水會再度蒸發，毫無實用價值。後來，陳泊翌無意間看到大同電鍋的水蒸氣遇鍋蓋凝結成水滴後，水滴會順著蓋子往下滑落，啟發他們設計另一種具更高效率的海水淡化器。
利用兩個空筒收集淡水示意圖。裝有海水的集熱量筒吸收太陽熱輻射後，海水會升溫蒸發成水蒸氣。當水蒸氣踫到管線、遇冷時，就會凝結成水珠滴到淡水收集量筒被收集。此設計是將淡水收集量筒浸泡在24℃的海水中，目的是降低淡水再度蒸發回水蒸氣的速度。（電腦繪圖：姚裕評）
他們從十元商店買了兩個大小一樣的不鏽鋼圓形鍋子，其中一個當蓋子，另一個當做淡水收集槽，蓋子與收集槽之間以隔熱板分隔，隔熱板上鑽洞做導流孔。另拿較小的不鏽鋼鍋裝海水，置於隔熱板上，最後蓋上鍋蓋，簡易版的海水淡化器即組裝完成。接著，將海水淡化器放在海面上，利用太陽熱輻射，使海水升溫蒸發。水蒸氣遇鍋蓋凝結成水珠後，會順著蓋子滴至隔熱板，再從導流孔進入收集槽。
簡易模型照。將具有數個導流孔的中央隔板放在兩鍋子之間，隔板上置海水槽。如此，可讓凝結成水滴的淡水流入下層的淡水收集槽。（影像來源：陳泊翌）
陳泊翌表示，此設計於 8 小時內可蒸發數百毫升的海水，當中的隔熱板扮演相當重要的角色，因為它使得隔板上、下層的溫差高達 60℃ 左右，上層約 86℃，下層為 26℃（收集槽浸泡在 24℃ 的海水中）。也就是說，上層的熱氣不容易因熱傳導與下層冷空氣混合而降溫，可長時間保持在高溫的蒸發環境，而下層的淡化水也不易再度蒸發。
實驗數小時後的成果照片。（影像來源：陳泊翌）
從電鍋到飛碟造型的淡化器
海水淡器化3D模擬圖（影像來源：陳泊翌）
由數個不鏽鋼鍋子及隔熱板拼裝成的簡易海水淡化裝置因有不錯的蒸發效率，由明倫高中畢業生陳泊翌、陳崇文、杜佳蓉組成的研究小組便以此構造為基礎，逐步修改設計。他們原本使用容易導熱的金屬做上蓋與底鍋，但金屬容易被海水腐蝕，便改以不易遭腐蝕的 ABS聚合物（acrylonitrile butadiene styrene copolymer，為丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三種單體的聚合物）替代；他們也將鍋蓋加上數個可聚焦陽光的凸透鏡，以加快蒸發速度；最後，融入飛碟造型，兼具實用與造型的海水淡化器便誕生了。
飛碟淡化器概念圖。此設計利用上蓋數個凸透鏡聚光，增加海水溫度的上升速率。而裝海水的槽壁上端也有內折設計，防止海浪太大使槽中海水灑出。中央隔板具有數個導流孔，讓凝結的淡水流入下層的淡水收集槽。（電腦繪圖：姚裕評）
未來，研究小組希望可在飛碟器上加裝兩條連通管，一條使海水直接流進海水淡化器內部，另一條可直接從陸地上抽走淡水（見下圖），如此一來，居民就能方便取用淡水，也不需常常補充海水淡化器裡的海水。這項發明還有一項優點是海水淡化器是浮在海面上，不佔陸地空間，在地狹人稠的地區如台灣、日本等，將有相當好的發展潛力。
具有供水連通管與取水泵浦的大型太陽能海水淡化飛碟概念圖。（電腦繪圖：姚裕評）
資料來源:科學人雜誌http://sa.ylib.com/saeasylearn/saeasylearnshow.asp?FDocNo=1635&CL=89