1加仑/小时：世界最快太阳能蒸发器将海水转为饮用水

该蒸发器的海水蒸发速度比自然蒸发快7倍。

韩国蔚山国立科学技术院的研究人员研发出了世界上速度最快的基于氧化物的蒸发器，无需电力即可将海水转化为饮用水。这种基于三元氧化物的蒸发器利用阳光作为动力源，其核心是一种光热材料。海水淡化可以成为缺乏中央供水系统的偏远岛屿社区的宝贵淡水来源。然而，海水淡化是一个能源密集型工程。为了克服这一障碍，科学家们一直在开发可用于无电地区的太阳能海水淡化系统。

这对一些发展中国家也会很有用，因为这些国家可能缺乏清洁水。通过使用太阳能，该设计可以让蒸发器在任何地方使用。不过，这个过程可能也比较耗时，因此其应用也受到限制。

蔚山国立科学技术院能源与化学工程学院的张智贤教授领导的一个研究小组解决了这个问题，他们制造出了世界上最快的蒸发器。它的工作原理是什么？设计的核心是一种新型光热材料，它能吸收阳光并将其转化为热能。研究人员在蒸发器表面涂上这种热材料，从而提高了蒸发海水的能力。这种三元氧化物材料是通过用铜和铬取代耐腐蚀的氧化锰中的部分锰而研发出来的。通过带隙工程，研究人员能够调整材料在整个太阳光谱范围内的吸收能力。

典型的氧化物材料仅吸收可见光，而这种材料可以吸收从紫外线到近红外线近97%的阳光。这种全光谱吸收的结果是产生更多的热量，表面温度可达176华氏度（80摄氏度）。这明显高于单独使用铜锰氧化物所能达到的165华氏度（74摄氏度）。

防止盐的积聚。虽然这种光热材料帮助研究人员将海水的蒸发速度提高了7倍，但他们仍然需要处理蒸发后留在表面的盐分。这是大多数太阳能海水淡化厂面临的主要问题，不管它们的蒸发速率如何。为了避免这种情况，研究人员采用了倒U型设计，在吸水部分涂上光热涂层。

它还包括一种吸水纤维材料和一种疏水性聚酯织物，有助于吸水，同时让盐离子流走。这避免了盐在表面积聚。研究人员的实验装置表明，1平方米的蒸发器每小时可生产约1.4加仑（4.1升）纯净饮用水。

张教授在一份新闻稿中说道："我们已经从根本上改善了氧化物材料的光吸收范围和光热效率，使我们能够开发出一种高性能、耐用的蒸发器。它的可扩展性和稳定性意味着它可以成为解决现实世界水资源短缺问题的切实可行的方案。"

这项研究成果发表在《先进材料》杂志上。

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