科技日报记者 韩荣 通讯员 胡慧萍
5月29日,记者从中北大学获悉,日前该校能源与动力工程学院胡胜亮教授团队在太阳能驱动界面蒸发产水领域取得新进展,相关研究成果发表在《先进科学》上。
胡胜亮介绍,团队研究设计了一种可以将热能约束在夹层结构内的光热蒸发器,该蒸发器是将还原氧化石墨烯、煤基碳点和MXene(新型的二维材料)依次在三聚氰胺海绵骨架上负载制备而成。得益于其独特的结构和各组分的协同作用,该蒸发器不仅实现了高的蒸发速率和光热转换效率,还展现出了优异的抗盐和抗污染功能。
同时,研究团队还提出了一种基于倒置结构的新型蒸发-冷凝装置,该装置通过将蒸汽冷凝过程置于底部,显著降低了顶部光损耗,同时采用具有疏水涂层的高导热材料作为冷凝收集器,并通过下方大量水体进行冷却,促进潜热耗散,加速滴状冷凝过程。
胡胜亮表示,该倒置冷凝装置获得了创新高的水收集速率和太阳能集水效率,是传统单级太阳能净水器的4.6—7.7倍。结合对比实验和理论计算结果表明,光热蒸发器的高蒸发性能与多功能特性以及倒置蒸发-冷凝装置的高效水收集能力,为解决淡水资源短缺问题提供了切实可行的技术方案。