AFM: 基于全纤维素设计的太阳能驱动界面蒸发和自供电水波检测

雨辰

2020-11-20

太阳能驱动的界面蒸发是一种新兴技术，在水蒸馏和脱盐中具有强大的潜力。然而，合成材料的高成本，复杂的制造，浸出和处置仍然是大规模应用的主要障碍。

有鉴于此，中国海洋大学李潇逸、徐晓峰和剑桥大学Petri Murto等人，引入了可再生生物聚合物细菌纤维素（BC），并开发了一种全纤维素的3D蒸汽发生器(SG2)。

本文要点

1）CNFs的表面改性形成了多孔、亲水性和双增强CNF气凝胶网络，保证了轻质、良好的水润湿性，并增强了太阳能吸收器和水通道的机械强度。在疏水处理后制备了一种高度多孔、疏水、隔热的CNF气凝胶作为浮体。开发了一种可行的方法，将三个结构组件（太阳能吸收器，水通道和浮子）集成在一起。疏水浮子产生的浮力支撑了水饱和的太阳能吸收器和水通道，并将太阳能吸收体隔离在水面之上。

2）在1个太阳下，界面蒸汽发生器在安静和轻空气条件下分别提供1.82和4.32 kg m^-2 h^-1的高水分蒸发率。这些结果是性能最佳的界面蒸汽发生器之一，超过了大多数由纤维素和其他生物聚合物制成的设备。

3）重要的是，通过引入自驱动摩擦电纳米发电机（TENG）也展示了将太阳能驱动的界面蒸发与水波检测相集成的第一个示例。

总之，该工作强调了开发基于生物聚合物的，环保和耐用的蒸汽发生器的潜力，不仅可以实现可持续的清洁水生产，还可以实现检测地表水波动参数的新功能。

参考文献：

Na Li et al. Solar‐Driven Interfacial Evaporation and Self‐Powered Water Wave Detection Based on an All‐Cellulose Monolithic Design. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202008681

https://doi.org/10.1002/adfm.202008681