上海交大ITEWA团队揭示温盐对流实现高效抗盐太阳能蒸馏的机理

　　

近日，上海交大制冷与低温工程研究所ITEWA团队和麻省理工学院团队合作在Joule上发表了题目为“Extreme salt-resisting multistage solar distillation with thermohaline convection”的研究论文。制冷与低温工程研究所博士生高金彤、麻省理工学院张乐楠为论文的共同第一作者，上海交大徐震原为通讯作者(Lead Contact)，麻省理工学院Evelyn N. Wang教授为共同通讯作者，王如竹教授对该工作做出了重要指导。

团队在前期高效多级太阳能海水淡化研究基础上，提出了基于温盐对流强化的太阳能蒸馏抗盐策略，解决了太阳能蒸馏难以长期稳定工作的瓶颈。通过调控水层中的温度和盐分梯度，可以在毫米级空间中获得类似于海洋中千米级温盐对流的现象，在强化局部传热的同时快速移除蒸发界面积累的盐分。通过温盐对流强化和多级冷凝热回收的耦合，研究在0wt%-20 wt%的盐水浓度范围内实现了322-121%的太阳能-水转换性能系数，突破了被动式太阳能海水淡化在上述浓度范围内的性能记录，并实现了20 wt%浓缩海水180小时的连续稳定淡化。这种兼顾高效率和强稳定性的设计可以大幅降低产水成本，较此前研究可降低一个数量级以上，在实现低成本的太阳能海水淡化方面具有巨大潜力。

王如竹教授领衔的“能源-水-空气”交叉学科创新团队ITEWA长期致力于解决能源、水、空气交叉领域的前沿基础性科学问题和关键技术，旨在通过学科交叉实现材料-器件-系统层面的整体解决方案，推动相关领域的进展。团队近年来在Science, Nature Water, Joule, Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Nature Communications等高水平期刊发表系列学科交叉论文。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.08.012

作者：

制冷与低温工程研究所

供稿单位：

机械与动力工程学院