東華大學(xué) 新織物實(shí)現(xiàn)海水高效持續(xù)蒸發(fā)
文章來源：新能源網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-03-06 15:58:46
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本報(bào)訊（見習(xí)記者江慶齡）東華大學(xué)研究員陳志鋼團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型仿生光熱織物，實(shí)現(xiàn)了海水高效持續(xù)蒸發(fā)，為二維柔性光熱膜的大規(guī)模設(shè)計(jì)和太陽能驅(qū)動(dòng)海水淡化工業(yè)化應(yīng)用打開了新視角，為應(yīng)對(duì)全球淡水資源危機(jī)提供助力。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
太陽能海水淡化的核心是光熱材料和蒸發(fā)裝置。現(xiàn)有光熱材料主要包括三維結(jié)構(gòu)材料和二維膜，兩者各具優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)均存在一定問題，限制了實(shí)際應(yīng)用。 受樹葉結(jié)構(gòu)和蒸騰作用啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)以商用聚酯（PET）單根纖維為原料，通過編織技術(shù)將其構(gòu)筑為呈典型三層結(jié)構(gòu)的二維PET織物，并進(jìn)一步修飾獲得了類樹葉結(jié)構(gòu)的光熱織物CPP-H。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，CPP-H織物的太陽光吸收率顯著提升至96.1%，展現(xiàn)出低熱損失和優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能，同時(shí)降低了蒸發(fā)焓、提升了蒸發(fā)效率。 在此基礎(chǔ)上，研究人員將CPP-H織物斜掛在高海水槽和低空槽之間，組裝成向光斜掛蒸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)了從高海水槽向低空槽的海水傳輸。陽光照射下，織物吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化為熱，促使海水在頂層的上、下表面以及底層的上、下表面共4個(gè)平面同步蒸發(fā)。 CPP-H織物的蒸發(fā)模式模擬了植物葉片的蒸騰過程。蒸發(fā)后剩余的海水被濃縮為鹽水，并滴落至低空收集槽，從而有效避免蒸發(fā)器內(nèi)部鹽結(jié)晶積累。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該三層光熱織物的性能優(yōu)于基于類似材料的傳統(tǒng)漂浮模型、單層織物懸掛模型或三層織物。 陳志鋼表示，團(tuán)隊(duì)未來將深入探索光熱織物的組分、微納結(jié)構(gòu)等對(duì)光吸收、光熱轉(zhuǎn)換、蒸發(fā)過程的影響規(guī)律，進(jìn)一步優(yōu)化蒸發(fā)速度并降低淡水生產(chǎn)成本，以期為太陽能海水淡化走向產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)，助力構(gòu)建淡水供給綠色體系。 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202420482 《中國科學(xué)報(bào)》 (2025-03-06 第3版 綜合)
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