太阳能净水作为一种环境友好型方式，其材料设计、系统工程和能源管理等方面引起了人们广泛的研究兴趣。但其产水量低，成本相对较高等缺点，在根本上制约了其应用潜力。

近日，深圳大学赵辰阳，德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授报道了开发了一种水凝胶基超薄膜（HUM），以协调促进蒸气传递和环境能量收集用于太阳能驱动的膜蒸馏。

文章要点

1）HUM允许液态水渗透到膜表面，但禁止液态水从表面泄漏。使得蒸发前沿可以位于气流侧，从根本上消除了蒸汽传输的跨膜阻力和温度极化效应。因此，所获得的湿气流（即输出气流）的相对湿度可以显著高于典型的太阳能-MD系统，从而实现了不依赖于制冷的蒸汽冷凝。此外，利用气体流量决定的蒸发冷却效应，可以将蒸发面的温度调节到较低的水平，从而可以直接从气流中获取能量，提高了HUM基太阳能-MD系统的能效。

2）实验结果显示，以环境空气为气流，在1 sun （1 kW m^–2）照射下，纯水产量可达2.4 kg·m^-2 h^-1。此外，由于$0.36 m^-2的低原材料成本以及利用太阳能，其潜在的制水成本低至$0.3-1.0 m^-3。因此，得益于高性能、低成本、易扩展的特点，HUMs在下一代太阳能净水方面具有巨大的实际应用潜力。

参考文献

Hengyi Lu, et al, High-Yield and Low-Cost Solar Water Purification via Hydrogel-Based Membrane Distillation, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101036

https://doi.org/10.1002/adfm.202101036