石墨烯增强型海水淡化膜晋级XPRIZE水资源短缺大赛半决赛

Clean TeQ Water（ASX: CNQ）、NematiQ和莫纳什大学作为参赛团队，已晋级XPRIZE水资源短缺大赛半决赛——这是一项为期五年、奖金总额达1.19亿美元的全球性竞赛，旨在彻底改变海水淡化技术。该合作团队以“石墨烯增强反渗透（GE-RO）”团队的名义参赛，是来自全球九个国家的17支B组半决赛入围团队之一。

XPRIZE水资源短缺大赛旨在通过创建可靠、可持续且经济实惠的海水淡化系统，推动清洁水的广泛普及。该竞赛分为两个技术赛道：A 赛道侧重于系统级海水淡化创新，而 B 赛道则针对膜材料本身的新型材料和方法。B 赛道特别寻求能够直接替代或对传统海水反渗透（SWRO）膜进行革命性改进的解决方案，且其最低运行寿命需达到 10 年或以上。

GE-RO平台利用该团队专有的剪切取向工艺，在商用薄膜复合海水反渗透（SWRO）基材上涂覆纳米级石墨烯膜。在“合格团队测试”期间，该团队成功地在传统的杜邦FilmTec和Hydranautics海水反渗透基材上进行了涂覆并验证了GE-RO工艺，证明了该平台与两种应用最广泛的商用SWRO膜系列均兼容。

在完成完整的加速耐久性测试方案后，GE-RO 实现了 99.6% 的盐分截留率，且通量无衰减。该测试方案包含六个连续的应力测试模块（热、pH、结垢、机械、生物污堵和氧化剂暴露），旨在模拟多年的运行条件。经过该测试方案处理后的产水完全符合世界卫生组织饮用水指南；而在相同条件下，未经涂层的对照膜则未能达标。

“入围半决赛，印证了我们团队与莫纳什大学多年来共同努力，将石墨烯膜技术引入海水淡化市场核心的成果，”Clean TeQ Water首席执行官Peter Voigt表示。“海水淡化是全球应对水资源短缺的关键环节，我们相信GE-RO技术为延长膜寿命、减少化学清洗以及降低全生命周期成本提供了切实可行的解决方案，且无需运营商改变现有基础设施。”

石墨烯增强型反渗透（GE-RO）

GE-RO 专为现有海水反渗透（SWRO）厂设计，可作为即插即用的升级方案。涂层膜可安装于标准的 4040 和 8040 压力容器中，并在常规 SWRO 压力范围内运行，因此无需改造厂区基础设施即可采用。早期测试表明，亲水且低粗糙度的氧化石墨烯表面能够抵御有机污堵、生物膜形成以及 CaCO₃ 结垢。这正是导致传统聚酰胺膜清洗频率增加及通量逐渐下降的三大机制。在专门的防污测试中，GE-RO的通量下降幅度为17.8%，而标准RO对照组则为23.9%；经简单去离子水冲洗后，GE-RO恢复了87.6%的初始通量，对照组仅为72.5%。

莫纳什大学的 Mainak Majumder 教授领导了该平台的基础学术研究，并担任澳大利亚研究理事会（ARC）二维材料先进制造研究中心（AM2D）的主任。他表示，入围半决赛的结果反映了该技术从实验室科学向工业规模应用的进展。

“我们的目标是将石墨烯科学转化为一种膜材料，让海水淡化厂无需重建基础设施即可立即投入使用，”Majumder教授说道。“这些结果表明，在那些会磨损传统聚酰胺膜的条件下，该材料依然表现良好，而进入半决赛将使我们能够在大规模应用中验证这一性能。”

GE-RO团队依托石墨烯增强超滤（GE-UF）平台的商业化生产经验，NematiQ公司目前已推出4040和8040两种规格的该平台模块。此外，GE-UF膜的PFAS选择性变体也已完成早期现场试验。预计下一阶段的工作将包括在墨尔本团队的卷对卷示范涂布线上生产 1812 规格的卷式膜组件，随后将与传统的 SWRO 膜进行并行对比测试。

该团队现将进入半决赛测试阶段，届时将从 17 支 B 组半决赛入围队伍中选出最多 5 支晋级决赛。半决赛阶段将评估新型材料和方法的安全性、性能、可持续性和可扩展性，各团队需提交生命周期分析、安全数据表及可扩展性计划。B组半决赛测试定于2026年第三季度进行，决赛入围团队将于2026年第四季度公布。