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