地球越來越炎熱而擁擠，乾淨的淡水成為珍貴資源。到了2025年，全球2/3的人口將很難取得淡水，從海水或地下水中除去鹽份與雜質，是滿足人類需求的方法之一。

然而目前大型海水淡化廠大多採用逆滲透技術，把海水加壓通過能過濾鹽份的薄膜，建造費用高達數百萬美元。這些工序消耗的電力幾乎佔了成本的一半，而且會排放含有鹽份與化學物質的鹵水，危害當地的生態系。淡化廠所需的電力多半來自會排放二氧化碳的化石燃料。中東、亞洲和非洲各國正努力改用太陽能板發電，但這麼做不僅費用高昂，而且無法解決有毒鹵水排放的問題。

因此研究人員希望直接利用太陽的熱能除去鹽份與雜質。最簡單的方法是讓水蒸發，留下鹽份與其他化學物質，再把水蒸氣凝結成乾淨的淡水。人類使用這種稱為太陽能蒸餾法的技術，已有數百年歷史。目前沙烏地阿拉伯的工程師計畫在直徑超過50公尺的鋼構玻璃圓頂中，藉由巨型鏡片聚焦陽光來把水加熱。

研究人員試著運用新材料加以設計，把工序變得便宜、簡單而輕便，希望在世界各地都能生產高品質的淡水。美國萊斯大學的電機與電腦工程師哈拉斯（Naomi Halas）說：「開發中國家對淡水的需求很大。太陽熱能技術不僅能減少海水淡化所需的能源，而且在完全沒有電力設施的偏遠地區也能使用。」

美國能源部（DOE）即將揭曉晉級「太陽能海水淡化大獎」準決賽的參賽者，目標是花1.5美元生產1000公升淡水。萊斯大學的土木與環境工程師李琪琳（Qilin Li）說：「目前技術還無法用這麼便宜的價格處理高濃度鹵水。」

太陽熱能淡化系統能克服逆滲透技術的主要缺點。DOE國家再生能源實驗室（NREL）的杜爾基（Craig Turchi）指出，逆滲透技術一般只能淡化加壓海水的一半，最終溶液中累積的鹽份會多到阻塞薄膜；鹵水這種有毒副產物通常會排入海中或注入地下。太陽熱能技術能處理至少是海水兩倍濃度的鹵水，包括逆滲透海水淡化廠排放的鹵水、美國西南部的半鹹地下水，以及逆滲透無法處理的工業和農業廢水。NREL發言人休斯（Meghan Hughes）說：「通常只有太陽熱能，例如這項計畫發展的技術，可處理這種高濃度鹵水。」

李琪琳、哈拉斯與同事利用能讓水蒸氣通過、但會阻擋液態水的多孔塑膠薄膜，建造一套太陽能海水淡化裝置。薄膜的一面塗上碳微粒，可由陽光加熱並蒸發鹽水。水蒸氣穿過薄膜，在另一側凝結成淡水。最近哈拉斯的團隊運用塑膠鏡片，把陽光聚焦在薄膜上以產生更多熱能，系統效率將提高50%。

根據該團隊計算，這套約一平方公尺的裝置每小時生產多達20公升淡水，未來幾年內便能達成DOE的成本目標。哈拉斯說：「我們還在像是福特T型車的雛型階段，與成熟的福特野馬尚有段距離，但足以吸引商業投資人的興趣。」......