近日,能源领域期刊Energy & Environmental Science(IF=33.250)发表了有关超高效太阳能海水淡化研究成果"Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solarstill",该论文由上海交大制冷与低温工程研究所ITEWA创新团队的徐震原副教授和王如竹教授与麻省理工学院Lenan Zhang博士和Evelyn N. Wang教授等合作完成,上海交通大学为第一完成单位。
全被动式的太阳能海水淡化是解决海水淡化技术适应性的完美方案,且适用于缺乏基建和偏远地区,然而其效率一直偏低(约35%)。近年来,太阳能界面蒸发为高效便携式海水淡化提供了新的思路,成为了能源科学、材料科学和热科学的交叉领域研究热点,但在其效率仍然十分有限(约100%)。
本研究提出的“界面局部加热型多级太阳能蒸馏架构”结合了太阳能界面局部加热和蒸汽焓回收,突破了前述研究的局限,显著提升了被动式太阳能海水淡化的效率。在该论文中研究团队指出系统性的能量传递优化,而非高性能材料,是达到超高效太阳能海水淡化的关键。通过采用商用和低成本材料搭建的实验装置,研究团队在一个太阳辐照条件下创纪录地实现了385%的效率和5.78L·m-2·h-1的海水淡化产水率。除此之外,该装置可以通过毛细作用进行被动补水,同时通过盐分在夜间的反向扩散实现被动排盐,保证长效稳定的被动式工作。
该研究所达到效率比2018年12月发表于Nature Sustainability和2019年7月发表于Nature Communications的被动式太阳能海水淡化效率记录分别高出约2.8倍和2倍,成为该领域的效率新记录。
该工作为解决偏远或离网地区淡水短缺问题提供了实际解决方案,也为界面太阳能蒸发走向实用化和高效化提供了全新思路和理论框架。
该研究工作获得了国家自然科学基金面上项目(51976123)和创新研究群体项目(51521004)的资助。王如竹教授领衔的ITEWA创新团队(Innovative Team for Energy, Water & Air)致力于解决能源、水、空气交叉领域的前沿基础性科学问题和关键技术,旨在通过学科交叉实现材料-器件-系统层面的整体解决方案,推动相关领域取得突破性进展,近两年来已经在Joule上发表论文3篇,在Advanced Materials,Angewandte Chemie, iScience以及Energy Storage Materials上发表论文各1篇。
责任编辑:大禹
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钙钛矿光伏应用2024年3月9日通辽市人民政府、科尔沁左翼中旗人民政府就合作推进花吐古拉装备产业园区,与旭合科技签订战略合作协议。通辽市市委书记孟宪东,市委秘书长莫日根巴图,副市长玄东升,科尔沁左翼中旗旗委书记于久彦,副旗长安双喜,华电内蒙古能源公司党委书记、董事长那仁满都拉,蓝丰生化董事长、旭合科技董事长郑旭,蓝丰生化副董事长、旭合科技副董事长、旭合清洁能源总经理崔海峰,蓝丰生化总经理、旭合科技CEO李质磊,蓝丰生化董事、旭合科技董事、CTO路忠林等相关领导出席了仪式。
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