太阳界面蒸发已经受到越来越多的关注，但如何在高效的水运输和排盐之间实现良好的协调仍然是一个巨大的挑战。在这里，与具有等直径定向孔的常见木材蒸发器不同，我们构建了一个具有高度连接的梯度孔的集成结构，模拟树木中的木质部血管和韧皮部筛管。这种仿生结构可以减少同一通道的水运阻力和排盐阻力。高6.5 cm(直径2 cm)多孔结构的平均传输速度达到1.504 g s−1,100秒后水传输16cm。采用多层氧化石墨烯作为光热转换材料，不同高度的蒸发器在1个日照、23 wt%卤水无盐结晶的条件下可连续工作9小时以上，蒸发速率为3.28 ~ 4.51 kg m−2 h−1，最高能量利用效率约为80%。当用于重金属处理时，排异率大于99.99%。本研究为蒸发器提供了一种简单而创新的设计思路，有望进一步扩大太阳能界面蒸发的应用范围。
图文简介
(a)杨树的锥形木质部导管和韧皮部组织示意图。(b)我们制备的多孔陶瓷的数字和扫描电镜(在−45°C下制备的固体含量为20%的陶瓷)图像。(c)蒸发器示意图。
(a) BC的TEM图像。(b)不同时间后的浆液。(c)多孔陶瓷在不同高度、不同固含量时孔径的统计分布。(d-f)固含量为15 wt%时陶瓷不同高度纵截面的扫描电镜。(g)浆体中冰晶生长示意图，蓝色固体代表冰晶，绿色颗粒代表陶瓷颗粒，白线代表细菌纤维素。(h-j)固含量为15 wt%多孔陶瓷的Micro-CT图像。(k)料浆冻结过程中不同高度的温度变化。
(a和b)相同时间后盐度分布的模拟结果。(c)不同辐照下盐扩散动力学试验示意图。(d)梯度od多孔陶瓷在不同辐照条件下对水体盐度的影响。(e)蒸发器表面温度和盐晶体的图象。(f)蒸发速率随时间的变化。(g)不同高度的Gradient-OD蒸发器的蒸发速率和效率。(h)连续试验中蒸发速率和蒸发表面结晶的变化。(i)蒸发器排列组装。(j)循环实验。(k)处理前后不同金属离子的浓度和排异率。
论文信息
论文题目：Designing a solar interfacial evaporator based on tree structures for great coordination of water transport and salt rejection
通讯作者：Zhijie Zhang
通讯单位：华南理工大学
本文来自高分子能源，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
