利用3D打印技术，科学家构造出高效海水淡化结构
【利用3D打印技术，科学家构造出高效海水淡化结构】利用太阳能进行海水淡化具有重大的应用前景 。 为提高海水淡化速率和提高能源利用效率 ， 研究人员提出了利用新型光热转换材料降低热损耗、构筑有效的水/蒸汽传输界面 ， 以及提高光热转换材料的耐用性等策略 。 然而 ， 目前的海水淡化装置能耗较高 ， 海水淡化的效率、耐久性均有待提高 ， 尤其是盐度升高后的持续淡化仍然是一个巨大挑战 。
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采访人员今天从中国科学院化学研究所获悉 ， 在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下 ， 日前 ， 该所绿色印刷重点实验室科研人员在前期构建的快速连续3D打印体系的基础上 ， 研究人员与美国麻省理工学院教授NicholasFang课题组合作 ， 利用3D打印技术构造了三维锥形不对称结构蒸发体系 ， 在高盐度下实现了高效太阳能利用和高速水蒸发 。 为实现高效的光热转换和海水蒸发 ， 通过有效热管理实现高效水传输和蒸发至关重要 。 该研究成果近日发表于顶级学术期刊《自然-通讯》上 。
研究表明：研究团队所设计的3D锥形结构表面可以束缚梯度厚度的水膜 ， 同时3D蒸发器的不同高度对太阳光的吸收不同 ， 导致水的蒸发存在蒸发梯度 ， 主要的蒸发位点为3D结构的顶部 ， 因此水膜沿3D结构的侧壁呈现温度梯度 ， 并由于马兰戈尼效应使水流向更快的蒸发区域 ， 从而显著提高水蒸发速率和能量的利用效率 。
高盐度水蒸发时 ， 水膜厚度梯度和蒸发场梯度导致3D结构表面存在盐的浓度梯度和顶部盐结晶特征 ， 结晶的盐很容易去除 ， 因而可以连续工作 ， 有很强的应用前景 。
来源北京日报客户端|采访人员张航
编辑徐慧瑶
流程编辑刘伟利
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