微米和纳米科技材料

中国成功造出“纳米黑金”高效界面光蒸馏技术、太阳能淡化水应用

中国幅员辽阔,却是世界上睡资源最缺乏的国家之一,人均占有量少,水患问题也多。和内陆城市相比沿海地区缺水问题更严重!

在21世界初大连曾遭遇过一次严重缺水,但是甚至考虑过吧长江睡冻成冰块再运往大连。如果当时我们有实用的海水淡化技术这个问题应该会简单很多吧!

中国成功造出“纳米黑金”高效界面光蒸馏技术、太阳能淡化水应用

近年来中国的海水淡化领域已取得了多项技术突破,南京大学教授朱嘉在美国《国家科学院学报》上公布了一种高效便携的太阳能海水淡化技术,这种技术是在一次实验时发现了一面金色一面黑色的材料,这块黑黑的玩意儿能吸收各种可见光和不可见光,是世界上吸收光能力最强的纳米金属材料,也称为“纳米黑金”,纳米黑金拥有光热转换能力,特别适用于太阳能淡化海水,把材料铺在水面纳米黑金吸收太阳光后转化的热量能迅速将表面的水蒸发,把水蒸气收集起来就是可以直接喝的饮用水。

中国成功造出“纳米黑金”高效界面光蒸馏技术、太阳能淡化水应用

研究团队进一步采用金属铝为唯一原料,在多孔氧化铝模板上沉积铝金属颗粒自组装结构,实现了铝基低成本等离激元吸收体材料的制备,并利用这种吸收体材料在国际上首次实现了基于等离激元增强效应的太阳能海水淡化,由于独特的界面光蒸馏设计,能量转化效率高于90%,水中盐度平均有4个数量级的降低,优于传统的膜法和热法海水淡化。在此基础之上,该研究团队将基于氧化石墨烯的微纳结构应用于太阳能海水淡化,并通过光学、热学联合调控和巧妙的供水结构设计,突破传统太阳能光热型海水淡化高聚光、绝热的苛刻要求,实现了无聚光、无绝热条件下高达83%的光热转换效率,为同等条件下报道的最高值(第三代纳米黑金,图3)。该工作率先提供了一种便携、高效率、低成本的太阳能海水淡化解决方案

中国成功造出“纳米黑金”高效界面光蒸馏技术、太阳能淡化水应用

由此可见,纳米黑金-高效界面光蒸馏技术具有非常重要的研究价值和广阔的应用前景,为缓解全球性的水资源短缺提供新思路,还将推动海水淡化、污水处理等相关领域的发展。目前中外诸多企业和公益组织纷纷与朱嘉教授团队洽谈合作,积极推动将这一技术大规模投入到实际生产中。

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