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近日，制冷與低溫工程研究所ITEWA團(tuán)隊(duì)和麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)合作在Joule上發(fā)表了題目為“Extreme salt-resisting multistage solar distillation with thermohaline convection”的研究論文。制冷與低溫工程研究所博士生高金彤、麻省理工學(xué)院張樂(lè)楠為論文的共同第一作者，徐震原為通訊作者(Lead Contact)，麻省理工學(xué)院Evelyn N. Wang教授為共同通訊作者，王如竹教授對(duì)該工作做出了重要指導(dǎo)。
團(tuán)隊(duì)在前期高效多級(jí)太陽(yáng)能海水淡化研究基礎(chǔ)上，提出了基于溫鹽對(duì)流強(qiáng)化的太陽(yáng)能蒸餾抗鹽策略，解決了太陽(yáng)能蒸餾難以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的瓶頸。通過(guò)調(diào)控水層中的溫度和鹽分梯度，可以在毫米級(jí)空間中獲得類似于海洋中千米級(jí)溫鹽對(duì)流的現(xiàn)象，在強(qiáng)化局部傳熱的同時(shí)快速移除蒸發(fā)界面積累的鹽分。通過(guò)溫鹽對(duì)流強(qiáng)化和多級(jí)冷凝熱回收的耦合，研究在0wt%-20 wt%的鹽水濃度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了322-121%的太陽(yáng)能-水轉(zhuǎn)換性能系數(shù)，突破了被動(dòng)式太陽(yáng)能海水淡化在上述濃度范圍內(nèi)的性能記錄，并實(shí)現(xiàn)了20 wt%濃縮海水180小時(shí)的連續(xù)穩(wěn)定淡化。這種兼顧高效率和強(qiáng)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)可以大幅降低產(chǎn)水成本，較此前研究可降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，在實(shí)現(xiàn)低成本的太陽(yáng)能海水淡化方面具有巨大潛力。
王如竹教授領(lǐng)銜的“能源-水-空氣”交叉學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)ITEWA長(zhǎng)期致力于解決能源、水、空氣交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過(guò)學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)材料-器件-系統(tǒng)層面的整體解決方案，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在Science, Nature Water, Joule, Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Nature Communications等高水平期刊發(fā)表系列學(xué)科交叉論文。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.08.012
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