AFM：高耐盐3D水凝胶蒸发器通过局部结晶法进行连续太阳能海水淡化

Nanoyu

2021-08-08

新兴的界面蒸发太阳能海水淡化技术在缓解全球淡水危机方面显示出巨大的潜力。然而，在蒸汽产生过程中，蒸发面的盐沉积会导致蒸发率和长期稳定性的恶化。

近日，大连理工大学唐大伟，李林报道了开发了一种利用水凝胶锥体蒸发器通过局部结晶实现稳定太阳能海水淡化的抗盐策略。

文章要点

1）该蒸发器由MXene纤维布和PVA水凝胶以及可变大小的盐水通道组成，实现了良好的水分传输，即使处理高浓度盐水也能在蒸发过程中保持蒸发表面的润湿性。同时，巧妙地设计了圆锥体结构，便于微米级盐水的输送管理，提高了边缘择优结晶能力。

2）实验结果显示，锥体蒸发器在3.5 wt%普通盐水中蒸发7 d，平均蒸发量为2.22 kg m⁻² h⁻¹，在盐度为10~25 wt%的大范围盐水中平均蒸发率为2.07 kg m⁻² h⁻¹。盐在边缘结晶，从而将沉积的盐与蒸发表面隔离。

3）研究人员通过实验和数值计算的方法，对性能稳定的盐析出机理进行了探讨。此外，还通过实验验证了圆锥体蒸发器在去除重金属离子或平衡pH值方面的潜力。

所设计的圆锥体蒸发器的长期稳定性能使太阳能海水淡化朝着实现实际应用的方向迈进。

参考文献

Lin Li, et al, Highly Salt-Resistant 3D Hydrogel Evaporator for Continuous Solar Desalination via Localized Crystallization, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202104380

https://doi.org/10.1002/adfm.202104380