聚陰離子電解質(zhì)離子化海水淡化賦予的持續(xù)太陽能界面蒸發(fā)性能

上海應(yīng)用技術(shù)大學呂鳳勇AM：聚陰離子電解質(zhì)離子化海水淡化賦予的持續(xù)太陽能界面蒸發(fā)性能

熱質(zhì)納能 四川 / 時間：2024-12-23 09:35:32

網(wǎng)易12月20日訊：聚陰離子電解質(zhì)離子化海水淡化賦予的持續(xù)太陽能界面蒸發(fā)性能

研究概述

太陽能蒸發(fā)有助于可持續(xù)和不污染環(huán)境地從海水和廢水中生產(chǎn)淡水。 然而，傳統(tǒng)蒸發(fā)器在實際鹽水處理過程中析出的鹽晶體嚴重阻礙了光吸收和蒸氣擴散，大幅降低海水淡化效率，使得穩(wěn)定高效的長期海水淡化難以實現(xiàn)。 雖然目前已有研究通過機械清理和調(diào)控水運路徑控制鹽結(jié)晶區(qū)域的方法減小鹽結(jié)晶對蒸發(fā)器性能的影響，但并未阻止鹽離子進入蒸發(fā)器，長期海水淡化的耐鹽性依然較差。 因此需要尋找一種從根本上阻止鹽離子進入蒸發(fā)器，以實現(xiàn)長期穩(wěn)定海水淡化的方法。 近日，上海應(yīng)用技術(shù)大學呂鳳勇副教授課題組在《 Advanced Materials 》 (IF=27.4 是一本備受矚目的材料科學領(lǐng)域國際**期刊 ) 上在線發(fā)表題目為 “Polyanionic Electrolyte Ionization Desalination Empowers Continuous Solar Evaporation Performance” 的研究成果，針對太陽能蒸發(fā)器在實際海水淡化過程中鹽晶體析出問題，利用聚陰離子電解質(zhì)功能化策略，實現(xiàn)優(yōu)異的均勻脫鹽性能，證明了聚陰離子電解質(zhì)功能化作為排鹽策略對高性能太陽能海水淡化技術(shù)和其他技術(shù)的發(fā)展具有**的益處。呂鳳勇副教授為論文**作者、研究生苗潔、王忠禹、胡靜教授和愛丁堡大學 Daniel Orejon 老師作為本文通訊作者。 (https://doi.org/10.1002/adma.202410290)

研究成果

1 、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)高效光吸收和水輸送

2 、不同輸水策略對鹽結(jié)晶的調(diào)控

3 、利用 Donnan 平衡實現(xiàn)鹽離子調(diào)控

4 、穩(wěn)定高效的海水淡化

5 、戶外實際環(huán)境下的海水淡化

總結(jié)與展望

針對太陽能蒸發(fā)器在實際海水淡化過程中鹽結(jié)晶問題，部分研究采用額外的物理方法除鹽，或通過調(diào)控鹽結(jié)晶區(qū)域?qū)φ舭l(fā)器性能的影響，但長期海水淡化性能依然較差。本研究巧妙地通過在 SHiCF-GO 倒圓錐蒸發(fā)器骨架表面沉積聚陰離子聚電解質(zhì)，利用 Donnan 平衡從水運路徑抑制主體水中鹽離子向蒸發(fā)界面的輸運，避免在海水淡化過程中的鹽結(jié)晶。通過系統(tǒng)的實驗，驗證了其在模擬海水，實際海水以及戶外條件下的蒸發(fā)排鹽穩(wěn)定性。為簡單，經(jīng)濟地實現(xiàn)海水淡化并在其過程中保持蒸發(fā)性能的穩(wěn)定提供了一種新思路。（本刊有刪節(jié)）