新型海水淡化膜材料問世

　　中國科學院青島生物能源與過程研究所的研究人員近日利用不同納米碳材料的復合策略，開發(fā)出新型三維太陽光驅動海水淡化膜材料，其光熱轉化效率超過93%。該工作為3D光熱膜的開發(fā)設計提供了實驗基礎，有望推動太陽光驅動海水淡化技術的快速發(fā)展。

　　受收集聲波耳廓結構的啟發(fā)，并借鑒太陽灶結構，研究人員設計了具有宏觀尺寸的3D空心錐形光熱膜，其光熱轉化效率超過93%，超過了常見2D平面膜水蒸發(fā)速率的極限值。對膠州灣實際海水的測試表明，3D空心錐形光熱膜不僅表現出較好的穩(wěn)定性，同時其蒸發(fā)效率是自然蒸發(fā)的3.5倍。在蒸發(fā)過程中鹽會在錐形卷筒上層析出，不會覆蓋整個光熱膜，這不僅有助于鹽的富集回收，同時可保持光熱性能的穩(wěn)定。

　　詳細研究表明，3D空心錐形光熱膜超高光熱蒸發(fā)性能主要通過三方面實現，一是特定的幾何外形可以將光線限域在錐形卷筒內部，通過光的多步反射，實現光熱卷筒對太陽光的高效吸收，平均吸光率超過99%;二是3D空心錐形卷筒既無需借助額外的隔熱材料減少水體中的熱流失，也不需要借助其他材料進行水的傳導，而是通過改變卷筒在水中的高度，調控與水的接觸面積減少熱量流失，實現理想的蒸發(fā)界面限域加熱;三是3D光熱錐形卷筒結構的設計使實際蒸發(fā)面積不同于太陽光的輻照面積，顯著增大實際蒸發(fā)面積。