三维聚吡咯气凝胶

高效界面蒸发

互连孔结构和超亲水性实现快速水传输和低蒸发焓，作为独立蒸发器用于太阳能驱动海水淡化和污水处理。

Yujiao, Shao · Li, Jing · 李彦霏 · 李旭光 · 宋雯 · 杨丽原 · 闫良国

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2024

参数信息

蒸发速率

2.90 kg m⁻² h⁻¹

能量转换效率

114 %

蒸发速率（对流强化）

6.10 kg m⁻² h⁻¹

室外蒸发速率

7.04 kg m⁻² h⁻¹

累计蒸发量

41.50 kg m⁻²

收集淡水浓度降低

2–3 orders of magnitude

技术优势

水传输不到5秒

互连孔结构和超亲水性使蒸发器顶部界面快速润湿，减少蒸发等待时间。

蒸发焓降低

聚合物链与水分子间的氢键作用诱导大量中间水，降低水的蒸发焓，从而在相同光照下获得更高蒸发速率。

对流下蒸发速率翻倍

2.5 m s⁻¹对流时蒸发速率从2.90提升至6.10 kg m⁻² h⁻¹，蒸汽扩散不再是瓶颈。

能自排盐

快速水传输赋予气凝胶高效自排盐能力，在3.5 wt%盐水中持续高效淡化且无盐积累。

应用场景

• 太阳能水处理：直接用于太阳能驱动净水，替代传统多级蒸馏。
• 海水淡化：处理3.5 wt%盐水且自排盐，适合离网海水淡化。
• 多孔蒸发器：互连孔提供快速水通道和蒸汽逸出路径。
• 柔性光热材料：气凝胶可裁剪，适合柔性便携蒸发器件。