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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：近日，上海交大制冷與低溫工程研究所ITEWA創(chuàng)新團隊的徐震原副教授和王如竹教授與麻省理工學院Lenan Zhang博士和Evelyn N.Wang教授等通過能源領(lǐng)域期刊Energy&Environmental Science共同發(fā)表了超高效太陽能海水淡化研究成果《Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solarstill》。

在該論文中研究團隊指出，系統(tǒng)性的能量傳遞優(yōu)化，而非高性能材料，是達到超高效太陽能海水淡化的關(guān)鍵。通過多階段的換熱過程，將冷凝水釋放的熱量實現(xiàn)了循環(huán)利用，水冷凝釋放的熱量可以為下一階段的蒸發(fā)提供動力。

通過采用商用和低成本材料搭建的實驗裝置，研究團隊創(chuàng)紀錄地實現(xiàn)了385%的效率和5.78L·m^-2·h^-1的海水淡化產(chǎn)水率。除此之外，該裝置可以通過毛細作用進行被動補水，同時通過鹽分在夜間的反向擴散實現(xiàn)被動排鹽，保證長效穩(wěn)定的被動式工作。

圖：位于麻省理工學院的屋頂光熱海水淡化測試裝置

全被動式的太陽能海水淡化是解決海水淡化技術(shù)適應(yīng)性的完美方案，且適用于缺乏基建和偏遠地區(qū)，然而其效率一直偏低（約35%）。近年來，太陽能界面蒸發(fā)為高效便攜式海水淡化提供了新的思路，成為了能源科學、材料科學和熱科學的交叉領(lǐng)域研究熱點，但在其效率仍然十分有限（約100%）。

本研究提出的“界面局部加熱型多級太陽能蒸餾架構(gòu)”結(jié)合了太陽能界面局部加熱和蒸汽焓回收，突破了前述研究的局限，顯著提升了被動式太陽能海水淡化的效率。

該研究所達到效率比2018年12月發(fā)表于Nature Sustain ability和2019年7月發(fā)表于Nature Communications的被動式太陽能海水淡化效率記錄分別高出約2.8倍和2倍，成為該領(lǐng)域的效率新記錄。

據(jù)研究人員介紹，該裝置在基礎(chǔ)設(shè)施有限但陽光和海水充足的地區(qū)具有較大的應(yīng)用潛力。據(jù)估計，利用該技術(shù)，可滿足一個家庭日常飲用水需求的裝置造價僅在100美元左右。

此外，隨著進一步的創(chuàng)新，該裝置可以使用低成本、易得的材料制造，并為進一步的成本優(yōu)化提供了潛力。

據(jù)悉，研究人員后續(xù)將繼續(xù)進行相關(guān)試驗，除了進一步擴大裝置規(guī)模外，還將重點測試不同材料和不同配置裝置的耐用性并進一步優(yōu)化。