導讀向蒸發(fā)表面/界面輸送足夠的水是克服太陽能驅(qū)動界面脫鹽中鹽分積累的最廣泛采用的策略之一。然而，水傳輸和熱傳導損失正相關(guān)，導致熱局部化和耐鹽性之間的權(quán)衡。在此，....

向蒸發(fā)表面/界面輸送足夠的水是克服太陽能驅(qū)動界面脫鹽中鹽分積累的最廣泛采用的策略之一。然而，水傳輸和熱傳導損失正相關(guān)，導致熱局部化和耐鹽性之間的權(quán)衡。在此，首次制備了具有垂直輻射容器的 3D 水凝膠蒸發(fā)器，以克服長期存在的權(quán)衡，從而實現(xiàn)高鹽度的高速率和穩(wěn)定的太陽能脫鹽。實驗和數(shù)值模擬表明，由大型垂直容器通道、輻射容器和多孔容器壁組成的獨特分層結(jié)構(gòu)有利于強自鹽排放和低縱向熱導率。據(jù)我們所知，這是無鹽系統(tǒng)的最佳報道結(jié)果。這項工作展示了一種新型分層微結(jié)構(gòu)的制備方法，并為下一代高效耐鹽太陽能蒸發(fā)器的設(shè)計提供了關(guān)鍵的見解。

圖文簡介

用于 SDID 的具有隨機孔結(jié)構(gòu)的常規(guī)蒸發(fā)器的示意圖。不充分的水傳輸實現(xiàn)了熱局部化，但鹽沉積在蒸發(fā)表面上。b) 用于 SDID 的具有垂直對齊容器的傳統(tǒng)蒸發(fā)器的示意圖

EHSC-VR 氣凝膠的制造過程示意圖及氣凝膠的結(jié)構(gòu)表征

a) 在黑暗條件和單日光照下，水的質(zhì)量隨時間變化，包括純水、EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠。b) 黑暗條件下的水蒸發(fā)率和計算的散裝水的等效焓，EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠。c) 純水、EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠在單日光照下的蒸發(fā)速率和相應的蒸發(fā)效率。d) EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 的蒸發(fā)速率不同鹽度鹽水中單日照射下的水凝膠[J]. e) EHSC-VR 水凝膠的蒸發(fā)速率和時間與報告的“無鹽”系統(tǒng)在最大鹽水鹽度下單日照射下的比較。f) EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠在 20 wt% 鹽水中單日光照 8 小時蒸發(fā)速率的演變。g) 在連續(xù) 8 小時單日照射實驗期間，在 20 wt% 鹽水中 EHSC-R、EHSC-VR 和 EHSC-VA 水凝膠表面的鹽沉淀進展（白色虛線代表鹽析的部分）。h) 太陽能淡化前后鹽水樣品的鹽度變化。i) EHSC-VR 水凝膠在 3.5 wt% 和 20 wt% 鹽水中的長期蒸發(fā)率，在單日光照下 7 天，每天 8 小時。日期顯示為平均值 ± S.D. (n = 3)。

a) 示意圖和 b、c、d) 自制太陽能海水淡化裝置的數(shù)碼照片。e) 淡水產(chǎn)量、累計淡水產(chǎn)量和室外蒸發(fā)實驗條件：光照強度、地表溫度EHSC-VR 水凝膠。

論文信息

論文題目：3D Hydrogel Evaporator with Vertical Radiant Vessels Breaking the Trade-Off Between Thermal Localization and Salt Resistance for Solar Desalination of High-Salinity

通訊作者：Chaoquan Hu, Yun Chen, 曲良體, Weitao Zheng通訊單位：吉林大學，武漢大學，清華大學,