香港城市大學呂堅院士課題組：優化熱損失和水傳輸實現高效太陽能界面海水淡化

引言

界面太陽能水蒸發由于其綠色和低成本的優勢，已被公認為最可持續的海水淡化方法之一。近年來，盡管各種材料，包括多孔金屬、水凝膠和生物材料等被開發和應用于界面太陽能水處理，但經常受到高熱損失、不足水傳輸、差的力學性能和復雜制備過程等缺陷的限制。此外，研究水傳輸和熱損失對蒸汽產生的影響對進一步改進蒸發器系統的設計和蒸發性能非常重要。

成果簡介

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近日，香港城市大學呂堅院士課題組開發了一種具有可調多孔結構的高度互連海綿?(HIS)，用于持久、高效的太陽能界面海水淡化。通過調節蒸發器孔結構，優化供水速度和熱損失，實現了最佳效率?(~95%) 和高蒸發率?(~3.9 kg m^?2?h^?1)。同時，該蒸發器的低成本、優異的力學性能和耐鹽性使它的實際應用成為可能。該成果以題為“Highly interconnected sponge with optimized water absorption and thermal conductivity for efficient solar desalination”發表在Separation and Purification Technology上。

圖文導讀

Figure 1. HIS蒸發器的制作過程和材料的基本性能參數。?

Figure 2. 可控孔結構和不同的水傳輸性能。?

Figure 3. HIS蒸發器的熱管理。

Figure 4. HIS蒸發器的太陽能水蒸發表現。

Figure 5. 太陽能海水淡化設備和戶外實驗。

文獻鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123502

呂堅院士簡介：

呂堅教授，機械工程學院講座教授，先進結構材料研究中心主任，香港工程科學院院士，法國國家技術科學院士。2006年及2017年曾兩次獲得由法國總統親自任命的“法國政府頒授法國國家榮譽騎士勛章”及“法國國家榮譽軍團騎士勛章”，2018年獲得“中國工程界最高獎”第十二屆光華工程科技獎。呂堅教授的研究方向涉及先進納米結構材料的制備和力學性能，3D打印先進材料與太陽能海水淡化等。