AEM: 通过盐浓度-温度梯度的协同作用实现太阳能驱动海水淡化与发电耦合

雨辰

2021-04-12

通过将太阳能加热定位在气液表面来实现太阳能驱动的界面蒸发已成为一种经济高效的淡化技术。快速的界面蒸发会在蒸发表面和水之间同时引起盐浓度和温度梯度，从而可以发电，但并未得到充分利用。

有鉴于此，华中科技大学周军教授和段将将副教授等人，提出将反向电渗析（RED）与热化学电池（TGC）技术耦合，首次实现了盐差-温差能耦合发电。

本文要点

1）提出了在太阳能驱动的界面蒸发中结合热化学电池（TGC）和反向电渗析（RED）来同时从温度和盐浓度梯度中提取能量的方法。

2）RED和TGC之间存在离子传输协同效应，通过设计复合电极将二者结合，极大地抑制了彼此氧化还原反应形成的界面浓度极化，二者协同工作时能够大幅提升彼此的输出功率。

3）设计了一个蒸汽-电力热电联产系统，将RED与TGC与界面蒸发耦合，实现了1.4 kgm⁻²h⁻¹的水蒸发速率和1.11Wm⁻²的发电功率。而且，RED和TGC结合后产生的协同效应具有普适性，通过更换TGC的氧化还原对等优化设计，有望实现水电联产性能的进一步提升。

参考文献：

Hui Wang et al. Simultaneous Solar Steam and Electricity Generation from Synergistic Salinity‐Temperature Gradient. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202100481

https://doi.org/10.1002/aenm.202100481