MoS₂复合水凝胶蒸发器

光热转换效率95.6%

兼具高效光热蒸发与海水制氢，界面设计的复合水凝胶蒸发器实现热量与水分传输的协同优化。

Wenjie, Li · Li, Jinghan · Ding, Lingling · Xinyi, Zhu · Sun, Ruixue · 常焜

Advanced Functional Materials 2024

参数信息

光热转换效率

95.6 %

纯水蒸发速率

5.41 kg m⁻² h⁻¹

海水蒸发速率

5.07 kg m⁻² h⁻¹

纯水蒸发效率

93.7 %

海水蒸发效率

90.8 %

室外淡水产量

3.11 kg m⁻² h⁻¹

产氢速率

45.5 mmol m⁻² h⁻¹

技术优势

海水也能高效产氢

光热蒸发与电解水耦合，减少海水中氯离子对催化剂的腐蚀，保持45.5 mmol m⁻² h⁻¹的产氢速率。

室外淡水产量高

室外测试证实淡水产量稳定在3.11 kg m⁻² h⁻¹，说明非理想光照下仍能可靠工作。

光热转换损失小

MoS₂空心纳米球经PDA包覆后光吸收增强，界面光热转换效率达95.6%，最大限度利用太阳能。

应用场景

• 太阳能水淡化：高效蒸发海水，稳定产出淡水，用于离网地区供水。
• 海水电解制氢：在海水中直接电解产氢，避免氯离子腐蚀，维持高活性。
• 光热-电催化耦合：将光热蒸发与电解耦合，提高太阳能到氢能的转化效率。
• 水凝胶光热器件：作为光热层，界面组装水凝胶实现高效光吸收与水分传输。