近日,我校材料科學與工程學院光熱轉換材料功能化調控及應用創(chuàng)新團隊在材料學國際頂級期刊《Advanced Materials》上發(fā)表了題為“Enabling Self-Adaptive Water-Energy-Balance of Photothermal Water Diode Evaporator: Dynamically Maximizing Energy Utilization Under the Ever-Changing Sunlight”的研究性論文。王成兵教授為論文通訊作者,碩士研究生衛(wèi)丹為論文第一作者,陜西科技大學為唯一署名單位。
近年來,用于緩解全球水問題的界面太陽能驅動蒸發(fā)(ISDE)技術引起了研究者的極大關注。其中,ISDE系統(tǒng)的供水管理在有效的能量匹配中具有越來越重要的作用。傳統(tǒng)系統(tǒng)中輸入能量和所需能量之間的不匹配嚴重影響了轉換效率。鑒于此,王成兵教授團隊提出并設計了一種新型的“水二極管”光熱蒸發(fā)器,得益于非對稱表面潤濕性梯度和單向水傳輸特點,該蒸發(fā)器的供水速度可以隨著光強的增加而顯著加快,表現(xiàn)出對光照強度的自適應能力。
在1 kW m–2太陽輻照下,“水二極管”光熱蒸發(fā)器實現(xiàn)了高達2.14 kg m–2 h–1的蒸發(fā)速率和93.7%的能量轉化效率。該蒸發(fā)器的動態(tài)水供給管理可以應對實際環(huán)境中不同的光照條件,因此在不斷變化的光強下,始終保持90%以上的能量轉化效率,建立了有效的動態(tài)水—能平衡。該工作為ISDE提供了一種新穎高效的太陽能海水淡化策略。
這是王成兵教授以通訊作者身份在《Advanced Materials》上發(fā)表的第二篇論文。論文發(fā)表后受到廣泛關注,知名科技媒體MIT Technology Review China對王成兵教授進行了專訪,顯著提升了我校在光熱轉換領域的國際影響力。
論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adma.202309507
新聞鏈接:https://www.mittrchina.com/news/detail/13111
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(核稿:王卓 編輯:劉倩)