随着全球水资源短缺的威胁持续增长，大量的研究人员正致力于推进海水淡化技术。反渗透(RO)、太阳能海水淡化(STD)和电容去离子化(CDI)分别主导了最近的压力驱动、热驱动和电驱动的脱盐淡化研究工作。尽管这三种工艺具有独特的驱动力和分离机制，但是它们基本上有着相同的目标和方法：通过开发新型材料将海水淡化所需的能耗降至最低。已经研究和提出了多种材料来增强RO膜的渗透性，STD的太阳吸收率和CDI电极电容。

有鉴于此，耶鲁大学的Menachem Elimelech等人，综述和评估了材料在提高海水淡化技术能效方面的最新研究进展。

本文要点

1）批判性地讨论了研究的先进材料，并调查和评估了它们在提高海水淡化能效方面的效果。通过系统分析发现，无论采用何种工艺，材料对进一步提高能源效率的影响相对较小。另外，分析了这些材料固有的局限性，以提高每一项评估技术的能源效率，并提出更有效的基于材料的研究方向。最后，着重强调了通过系统设计显着提高能源效率的机会，并强调了淡化研究模式转变的迫切需求。

2）现有的海水淡化技术已经达到了相对较高的成熟度，并且已经能够应对许多全球性挑战。特别是，RO是一种可靠且高效节能的技术，其最新系统的运行接近理论上的实际最低能耗要求。因此，不太可能出现新的脱盐方法来取代RO，并且脱盐能效的进一步改善有望逐步实现。因此，建议未来的研究应越来越多地转向使成熟的海水淡化技术在更广泛的应用范围内更可靠地运行。

总之，该工作通过系统地评估材料在提高海水淡化能源效率方面的作用和潜力，对这一研究方向进行了批判性的评估，证明了材料在进一步降低脱盐的能量需求方面的巨大潜力，有助于推动海水淡化技术的进一步发展。

参考文献：

Sohum K. Patel et al. The relative insignificance of advanced materials in enhancing the energy efficiency of desalination technologies. Energy Environ. Sci., 2020.

DOI: 10.1039/D0EE00341G

https://doi.org/10.1039/D0EE00341G