中國科學院過程工程研究所與深圳大學聯合研究團隊取得重要突破,成功開發出一種基于高分子“鎖扣”機制的三維光熱蒸發材料,為太陽能海水淡化技術帶來革命性提升。該技術通過高分子材料將納米顆粒緊密編織,構建出高效穩定的光熱轉換結構,不僅顯著提高了海水蒸發速率,還解決了傳統材料易老化、壽命短等難題。
實驗數據顯示,這種新型三維材料通過多重散射和吸收機制,將太陽光吸收率提升至90.2%,較傳統材料提高近一倍。更關鍵的是,納米限域空間能夠改變水分子間的氫鍵網絡結構,使蒸發單位水量所需能量降低45.7%。在戶外實測中,單根蒸發體每小時每平方米可處理38.14千克海水,蒸發效率是團隊此前研發的二維薄膜材料的8.5倍。
該材料的穩定性表現同樣突出。經過連續30天的海水加速老化測試,納米顆粒未出現脫落現象,且在光照條件下不產生活性自由基,有效解決了有機基底易降解的行業難題。研究團隊表示,這種創新結構通過物理“鎖扣”替代傳統化學鍵合,既保證了材料強度,又簡化了制備工藝。
目前,研究團隊正著力優化冷凝效率并降低系統成本,推動該技術向實際應用轉化。初步規劃顯示,這項技術將優先在沿海缺水地區、海島及偏遠地區開展示范應用,通過模塊化設計實現快速部署,為這些地區提供穩定可靠的淡水供應解決方案。相關成果已發表于國際權威期刊《先進材料》,為全球清潔能源驅動的海水淡化技術提供了新思路。















