用于高性能太阳能海水淡化的工程电热增强界面蒸发

最大限度地提高蒸发性能对于推进界面蒸汽发生 （ISG） 系统至关重要，但焦耳加热在这方面的潜力仍未得到充分探索。在这里，我们提出了一种高性能界面蒸发器，它利用基于焦耳加热的蒸发来实现非常高的水蒸发率。该系统集成了具有超低电阻（~0.75 Ω）的硫醇官能化玻璃碳海绵，以最大限度地提高焦耳加热。在 1 个太阳光照和 37 W 功率输入下，蒸发器达到 ~205 kg m⁻²h⁻¹ 的蒸发速率，在空气-水界面处达到 97 °C 的表面温度。对于 3.5 wt% 的盐水，仅焦耳加热即可产生 11.86 kg m⁻²h⁻¹，太阳能 （1sun）-电热联合加热可将其增加到 ~18 kg m⁻²h⁻¹。这项工作展示了高电能在界面蒸发中的作用，为快速、高性能的蒸汽产生提供了途径。编译 陈讲运

本研究提出了一种硫醇官能化玻璃碳海绵（GSt）基界面蒸汽发生器，该发生器专门设计用于最大限度地提高电热加热性能，以增强蒸汽发生性能。基于GSt的蒸发器具有高度多孔、隔热和导电的3D架构，同时优化了光吸收和焦耳加热效率。在 1 个太阳照度和 5 V （37 W） 输入电压下，该系统实现了前所未有的 205 kg m⁻²h⁻¹ 蒸发速率，远远超过之前报道的 JHA-ISSG 设备。这种卓越的性能归因于GSt-M结构的低电阻（~0.75 Ω），它能够快速电热加热，在空气-水界面处达到97 °C，从而加速水蒸发。该系统还展示了卓越的独立焦耳加热性能（11.86 kg m⁻²h⁻¹），采用 3.5 wt% 的盐溶液和协同光热电热蒸发（在 1 个太阳下，输入功率为 11 W ~ 18 kg m⁻²h⁻¹），展示了其坚固性和全天适用性。总体而言，这项工作凸显了高电能在增强电热界面蒸发方面未被充分探索的作用，并为下一代水净化技术提供了途径。

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