青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉敬權(quán)教授團(tuán)隊在太陽能海水淡化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們研發(fā)的大尺寸、低成本、耐用的3D雙層聚合物泡沫及其在太陽能海水淡化中的應(yīng)用，以“Scalable and robust bilayer polymer foams for highly efficient and stable solar desalination”為題發(fā)表在納米能源領(lǐng)域著名期刊Nano Energy（DOI:10.1016/j.nanoen.2019.03.087）上，該雜志影響因子13.120，文章第一作者是青島大學(xué)教師李晨蔚，通訊作者是李晨蔚和劉敬權(quán)教授。
隨著社會快速發(fā)展和人口增長，人類正面臨著日益嚴(yán)重的水資源匱乏問題。豐富的太陽能資源使得太陽能蒸發(fā)水成為最有希望的海水淡化技術(shù)之一。與其他技術(shù)相比，太陽能蒸發(fā)水直接利用太陽能，具有環(huán)境友好、成本低等優(yōu)勢，是一種清潔、便攜的水處理技術(shù)，成為人們追逐的熱點。近年來，研究人員制備了多種太陽能蒸發(fā)材料，但是蒸發(fā)裝置仍然具有制造過程復(fù)雜，蒸發(fā)效率較低，耐久性較差和不可重復(fù)使用等缺點。
基于低成本商用泡沫，該團(tuán)隊制造了大尺寸、耐用的雙層聚合物泡沫，用于高效太陽能海水淡化。利用雙層結(jié)構(gòu)，不同的功能被巧妙的分配到不同的層結(jié)構(gòu)。頂部的聚吡咯層負(fù)責(zé)光吸收和水蒸發(fā)，底部的預(yù)壓泡沫層負(fù)責(zé)水輸送和減少熱量耗散。在一個模擬太陽光下，該雙層泡沫表現(xiàn)出高蒸發(fā)速率（1.574 kgm-2h-1）和優(yōu)異的蒸發(fā)效率（90.4％）。雙層泡沫在一系列嚴(yán)苛條件下（超聲、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和反復(fù)擠壓）表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。該雙層泡沫在長達(dá)30天的蒸發(fā)海水測試中可以保持其結(jié)構(gòu)和蒸發(fā)性能穩(wěn)定，顯示出優(yōu)異的防污性能和可重復(fù)使用性。該團(tuán)隊還展示了兩種簡單的蒸發(fā)設(shè)備原型，分別在陸地和水上收集淡水。低成本、大尺寸、耐用的太陽能海水淡化裝置在自然陽光條件下高效、穩(wěn)定地生產(chǎn)淡水，有望緩解水資源匱乏地區(qū)的淡水供應(yīng)難題。
另外，該團(tuán)隊近幾年在功能化復(fù)合氣凝膠領(lǐng)域取得一系列研究進(jìn)展，其中部分研究成果發(fā)表在Carbon, 2019, 142, 13-19; Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1704674-1704682;J. Mater. Chem. A 2018,6, 16235-16245;J. Mater. Chem. A 2018, 6, 11966-11977; J. Power Sources, 2018, 378, 699-706;J. Mater. Chem. A 2017, 5, 18684-18690等雜志上。所研發(fā)成果可廣泛應(yīng)用于儲能、催化、傳感和海水淡化等諸多領(lǐng)域。
- 清華大學(xué)危巖教授、李若馨博士 AFM：具有快速自清潔能力、耐鹽性和高蒸發(fā)效率的整體式親水聚合物泡沫用于海水淡化 2024-08-27
- 哈工大劉宇艷教授團(tuán)隊《Adv. Sci》: 基于液態(tài)金屬形狀記憶聚合物泡沫的電/熱協(xié)同調(diào)節(jié)材料 2023-02-03
- 清華大學(xué)危巖教授、吉巖副教授等：高效利用太陽能產(chǎn)蒸汽的耐久性聚合物整體泡沫 2018-01-11
- 海大黃瑋/張明鑫 Adv. Mater.：納米噴劑增強(qiáng)的水簇蒸發(fā)加速海水淡化 2025-03-16
- 東華大學(xué)俞建勇院士/李發(fā)學(xué)教授/高婷婷副教授 ACS Nano：用于大規(guī)模、低成本、高效太陽能海水淡化蒸發(fā)器的全纖維素基芯吸織物 2025-03-11
- 復(fù)旦聶志鴻/黃霞蕓 Soft Matter：基于兩親性聚電解質(zhì)的Janus太陽能海水淡化策略 2025-02-26
