近日，制冷與低溫工程研究所ITEWA團(tuán)隊(duì)在Energy & Environmental Science上發(fā)表了題為“Self-assembled porous salt crystals for solar-powered crystallization”的研究論文，提出多孔鹽晶體自組裝實(shí)現(xiàn)太陽能結(jié)晶的新方法。制冷與低溫工程研究所博士生于杰為論文第一作者，徐震原教授為通訊作者，王如竹教授對該工作做出了重要指導(dǎo)。
針對太陽能界面蒸發(fā)技術(shù)處理鹽水時面臨的鹽晶體沉積阻礙蒸發(fā)的瓶頸問題，團(tuán)隊(duì)通過利用鹽晶體爬行和風(fēng)化過程，并對鹽結(jié)晶過程進(jìn)行調(diào)控，使得鹽晶體自組裝成為有利于蒸發(fā)過程的分層多孔蒸發(fā)器，將鹽結(jié)晶從傳統(tǒng)認(rèn)為的蒸發(fā)抑制因素轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)因素。研究構(gòu)建的分層多孔鹽晶體蒸發(fā)器能夠?qū)崿F(xiàn)被動溶液輸運(yùn)、快速蒸汽擴(kuò)散和穩(wěn)定熱量輸運(yùn)，在處理27.3 wt%鹽度的濃縮海水時實(shí)現(xiàn)了18.78 kg m-2 h-1的蒸發(fā)速率和鹽-水完全分離的零排放處理效果，理論鹽產(chǎn)率相較以往研究高出一倍以上，并實(shí)現(xiàn)了濃縮海水在10天測試周期內(nèi)的連續(xù)穩(wěn)定蒸發(fā)結(jié)晶。
這種兼顧高蒸發(fā)速率和穩(wěn)定性的蒸發(fā)器可以顯著降低水處理成本，研究取得的鹽水零排放處理成本低于領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)研究和商業(yè)結(jié)晶器技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)低成本的太陽能鹽水零排放處理、鹽資源回收等方面具有較強(qiáng)的潛力，也為鹽結(jié)晶與太陽能界面蒸發(fā)過程的相互影響提供了新的基礎(chǔ)性理解。
王如竹教授領(lǐng)銜的“能源-水-空氣”交叉學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)ITEWA長期致力于解決能源、水、空氣交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)材料-器件-系統(tǒng)層面的整體解決方案，推動相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)近年來在Science, Nature Reviews Materials, Nature Water, Joule, Energy & Environmental Science等期刊發(fā)表系列學(xué)科交叉論文。
論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D4EE04741A
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