中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉波教授團(tuán)隊(duì)近日在太陽能驅(qū)動海水淡化領(lǐng)域取得了顯著成果。該研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種高效的太陽能蒸汽蒸發(fā)器，其核心材料為彈性聚合物共價(jià)有機(jī)框架（PP–PEG）。

▲ 太陽能蒸汽蒸發(fā)器示意圖

這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器不僅制備過程簡單，而且成本低廉，同時(shí)具備高效率、良好的機(jī)械穩(wěn)定性和耐久性。這些優(yōu)勢使得該技術(shù)成為海水淡化和水凈化領(lǐng)域的一個(gè)極具潛力的新平臺。

相關(guān)研究成果已經(jīng)以“基于彈性聚合物共價(jià)有機(jī)框架的高效太陽能蒸汽蒸發(fā)”為題，在《自然?通訊》雜志上發(fā)表。論文中詳細(xì)介紹了PP–PEG泡沫材料的全光譜吸收和出色的光熱轉(zhuǎn)換性能。

通過優(yōu)化材料的親水性、PEG鏈長度以及熱管理，研究團(tuán)隊(duì)在1個(gè)太陽輻照下實(shí)現(xiàn)了4.89 kg m?2h?1的蒸發(fā)速率。更當(dāng)團(tuán)隊(duì)利用截錐型反射器進(jìn)一步集中太陽能時(shí)，蒸發(fā)速率顯著提升至18.88 kg m?2h?1，這一性能超過了目前已知的所有太陽能蒸汽蒸發(fā)器。

與未使用反射器時(shí)的蒸發(fā)速率相比，新技術(shù)在蒸發(fā)速率上提升了高達(dá)286.1%，創(chuàng)下了太陽能蒸發(fā)性能的新紀(jì)錄。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)方面表示，這一系統(tǒng)的綜合性能表現(xiàn)優(yōu)異，未來有望成為海水淡化和水凈化領(lǐng)域的主流技術(shù)之一。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中央高校基本科研專項(xiàng)資金以及安徽省自然科學(xué)基金的資助。劉波教授作為通訊作者，博士研究生胡阿威為論文的第一作者，共同為這一突破性成果的誕生做出了重要貢獻(xiàn)。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53902-1