東華大學朱美芳院士、陳志鋼教授團隊基于光熱織物在太陽能海水淡化方面表現出的潛力,近期在Progress in Materials Science (IF=33.6)期刊上發表了題為“Photothermal fabrics for solar-driven seawater desalination”的綜述文章。該文章由東華大學材料科學與工程學院博士生胡金晶擔任第一作者,陳志鋼教授為通訊作者,朱美芳院士和南京大學朱嘉教授共同指導下完成。研究得到了國家重點研發計劃項目(2022YFB3804902, 2022YFB3804900)和國家自然科學基金項目(52161145406,42376045)的支持。
光熱織物:驅動未來的太陽能海水淡化革命
金芒巧織熱紋裳,煙升慢散化瓊漿。
細密纖絲傳水速,特殊紋絡鎖能強。
高轉化能驅鹵苦,長持效力解干荒。
科技融材興百業,凈涓直濟眾生長。
圖1. 光熱織物在太陽能海水淡化應用的優勢
隨著城市化、工業化、人口增長和氣候變化的加劇,全球淡水需求不斷攀升,淡水資源危機日益嚴峻。在全球水資源中,海水占比高達96%,覆蓋地球表面的75%,是儲量最豐富、分布最廣的水源。然而,如何將這一巨大的資源轉化為可用淡水,仍是亟待解決的核心課題。傳統海水淡化技術高度依賴化石燃料和電力等高級能源,不僅成本高昂,還帶來嚴重的環境挑戰。在此背景下,太陽能驅動的海水淡化技術脫穎而出,以其可再生性、生態友好性和巨大潛力,成為解決淡水資源與能源危機的理想選擇。
圖3. 基于光熱織物所構建的典型太陽能蒸發系統
圖4. 多功能太陽能蒸發系統—催化、發電和鹽漬土修復。
更為重要的是,作者詳細介紹并展望了太陽能驅動海水蒸發系統的跨領域應用,包括催化、發電以及鹽漬土修復等,展示了這一技術在解決淡水匱乏、能源短缺和環境污染等復雜挑戰中的多重潛力。通過光熱織物的創新設計、太陽能蒸發器的優化構建以及多功能特性的融入,太陽能蒸發系統的效率已可突破90%,為淡水資源開發提供了顛覆性解決方案。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101407
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