太陽能驅動的界面蒸發(fā)技術,憑借著低碳放量、高效環(huán)保等優(yōu)點被廣泛應用于海水淡化和污水處理領域。在過去的十年中,通過界面工程與熱力學結構設計,太陽能界面蒸發(fā)器的蒸發(fā)性能得以大大提升,其蒸發(fā)效率已接近90 %。然而,太陽能界面蒸發(fā)器在實際應用時仍面臨蒸發(fā)器制備工藝復雜、戶外蒸發(fā)性能低等問題。
為解決上述問題,浙江大學成少安教授和新加坡國立大學Tan Swee Ching教授等人首次報道了一種以聚吡咯-細菌纖維素水凝膠(PPy-BCH)為吸收體的多熱源驅動的界面蒸發(fā)系統(tǒng)。相比于其他水凝膠基吸收體,PPy-BCH制備工藝簡單,僅需發(fā)酵-涂覆工藝即可大規(guī)模制備。此外,PPy-BCH的低蒸發(fā)焓(1.97 MJ kg-1)賦予了系統(tǒng)更高的熱力學蒸發(fā)極限。經測試,該系統(tǒng)在1 sun和70 ℃加熱條件下的最高蒸發(fā)量分別為1.78和5.88 kg m-2 h-1?紤]到全球200℃以下的低溫余熱量巨大,在實際應用時,可考慮采用低溫余熱源代替電加熱系統(tǒng)。全生命周期表明:在相同淡水產率下,廢熱驅動的界面蒸發(fā)系統(tǒng)具有比反滲透技術更低的碳排放量。與太陽能驅動的界面蒸發(fā)技術相比,廢熱驅動的界面蒸發(fā)技術不受時間和空間的限制,有望大規(guī)模應用。
該工作近期以題為“High-flux flowing interfacial water evaporation under multiple heating sources enabled by a biohybrid hydrogel”的論文發(fā)表在(Nano energy,(98) 2022, 107287)上。文章的第一作者是浙江大學能源工程學院博士研究生于楨。本研究得到國家自然科學基金與國家重點研發(fā)計劃的支持。
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