2024年10月28日，化材学院林业工程学科沈哲红教授研究团队在能源与环境领域国际顶尖期刊《Energy & Environmental Science》（中科院1区Top，IF=32.4）在线发表题为“Asymmetric Evaporation for Efficient and Simultaneous Extraction of Freshwater, Salt, and Electrical Energy from Seawater”（非对称蒸发用于从海水中同时高效提取淡水、盐和电能）的研究论文。第一作者是该团队硕士毕业生吴倚天，通讯作者为浙江农林大学青年教师庞亚俊博士和陈浩教授，合作通讯作者为新加坡国立大学Swee Ching Tan教授。浙江农林大学化学与材料工程学院为该论文第一单位和通讯作者单位。
在资源短缺的当下，从储量丰富的海水中提取淡水、盐和电能等基本资源对于人类的生存和发展至关重要。太阳能界面蒸发技术，以其绿色、可持续的特性，仅需太阳光作为唯一能量来源，便能够从海水中提取出宝贵的淡水。然而，海水蒸发淡化过程伴随着盐分的析出，难以清除的盐分会附着在蒸发器的工作区，极大降低工作效率和稳定性。此外，太阳能界面蒸发系统中涉及到各种能量的转换，如何有效捕获海水蒸发过程中产生的能量也是一大挑战。
在本项研究中，以可再生天然竹纤维为原材料，创制了一种具有独特非对称蒸发特性的太阳能界面蒸发器，旨在同步解决海水蒸发淡化中的盐分积累和能量捕获问题，为实现高效、稳定的海水资源全方位利用提供新的解决方案。在非对称蒸发的驱动下，蒸发表面会产生水供应/损失比的差异，从而提高特定方向上的盐浓度梯度。因此，盐分能够自动选择性地在蒸发器的一侧边缘析出并脱落，有效避免了盐分对蒸发器工作区的附着和污染。此外，利用非对称蒸发诱导的水分和离子定向移动特性，结合水凝胶带电框架的辅助作用，成功将海水蒸发过程中产生的能量有效转化为电能。最终，这一创新设计不仅实现了高效的水蒸发，还同步完成了盐分的收集和电能的捕获，展现了极佳的多功能性和耐久性。
以上研究成果不仅有望为高效开采海水资源提供新的创新理念，还将有力推动生物质基太阳能蒸发器的设计和技术进步，为解决全球资源短缺问题贡献力量。本研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金及浙江农林大学科研启动项目等资助。
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