太陽能海水淡化技術被認為是獲取淡水資源可持續的方法之一。近年來，科研人員在太陽能蒸發器材料設計、水/蒸氣/鹽通道及光熱調控方面展開研究，提高了蒸發器的蒸發速率和光熱轉換效率。然而，太陽能蒸發器在面向實際應用過程中面臨著蒸發器制備繁瑣、材料耐候性差以及長期抗鹽耐用性低的問題。
近日，中國科學院化學研究所綠色印刷實驗室研究員宋延林課題組在前期利用3D打印技術構造三維錐形不對稱結構蒸發體系、實現高鹽度下高效太陽能利用和高水蒸發的基礎上（Nat. Commun.），進一步設計出橋拱型太陽能蒸發器，實現蒸發器的一步制備，其具有優良的耐候性以及在高鹽度下的長期抗鹽性。該蒸發器表面上形成了雙層連續水膜，下層限域層用于保持水膜的連續性以快速補充液體，上層由于溫度梯度引起的Marangoni對流，可以抑制鹽在高溫區域的積聚，進而實現長時間穩定排鹽。該蒸發器即使利用10 wt% NaCl高鹽度的鹽水連續蒸發200 h，蒸發器表面也無鹽分析出，為實現自動化連續海水淡化提供了新策略。該蒸發器獲得的清潔水達到WHO的飲用標準，可用于農作物種植；該海水淡化技術為海島農業發展提供了新思路。
相關研究成果發表在Advanced Materials上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科技部和中科院的支持。
3D橋拱形蒸發器示意圖、雙層液膜排鹽機理與海水淡化-作物種植連動系統
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