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High Freshwater Flux Solar Desalination via a 3D Plasmonic Evaporator with an Efficient Heat-Mass Evaporation Interface
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2023-07-31 , DOI: 10.1002/adma.202304699 He Yang 1 , Dong Li 1 , Xiaodong Zheng 1 , Jianyu Zuo 1 , Bo Zhao 1 , Dan Li 1 , Jianwei Zhang 1 , Zhiqiang Liang 1 , Jian Jin 2 , Sheng Ju 3 , Meiwen Peng 1, 4 , Yinghui Sun 2 , Lin Jiang 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2023-07-31 , DOI: 10.1002/adma.202304699 He Yang 1 , Dong Li 1 , Xiaodong Zheng 1 , Jianyu Zuo 1 , Bo Zhao 1 , Dan Li 1 , Jianwei Zhang 1 , Zhiqiang Liang 1 , Jian Jin 2 , Sheng Ju 3 , Meiwen Peng 1, 4 , Yinghui Sun 2 , Lin Jiang 1
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Passive solar desalination with interfacial heating is a promising technique to utilize solar energy to convert seawater into fresh water through evaporation and condensation. However, the current freshwater flux of solar desalination is much below industrial requirements (> 20 L m−2 h−1). Herein, it is demonstrated that a 3D plasmonic evaporator with an efficient heat-mass evaporation interface (HM-EI) achieves a freshwater flux of 29.1 L m−2 h−1 for 3.5 wt.% NaCl, which surpasses the previous solar evaporators and approaches the level of reverse osmosis (the highest installed capacity in industrial seawater desalination technology). The realization of high freshwater flux solar desalination comes from the efficient HM-EI comprising a grid-like plasmonic macrostructure for enhanced energy utilization in heat properties and a large-pore microstructure for accelerated ion transport in mass properties. This work provides a new direction for designing next-generation solar evaporators with high freshwater flux for industrial requirements.
中文翻译：
通过具有高效热质蒸发接口的 3D 等离激元蒸发器进行高淡水通量太阳能海水淡化
采用界面加热的被动式太阳能海水淡化是一种很有前途的技术，利用太阳能通过蒸发和冷凝将海水转化为淡水。然而，目前太阳能海水淡化的淡水通量远低于工业要求（> 20 L m -2 h -1）。在此，证明具有高效热质蒸发接口（HM-EI）的3D等离子体蒸发器对于3.5 wt.% NaCl可实现29.1 L m -2 h -1的淡水通量，这超过了之前的太阳能蒸发器和接近反渗透水平（工业海水淡化技术中最高装机容量）。高淡水通量太阳能海水淡化的实现来自于高效的HM-EI，它包括用于增强热性能中的能量利用率的网格状等离子体宏观结构和用于加速质量性能中的离子传输的大孔微观结构。这项工作为设计满足工业要求的具有高淡水通量的下一代太阳能蒸发器提供了新的方向。
更新日期：2023-07-31
中文翻译：
通过具有高效热质蒸发接口的 3D 等离激元蒸发器进行高淡水通量太阳能海水淡化
采用界面加热的被动式太阳能海水淡化是一种很有前途的技术，利用太阳能通过蒸发和冷凝将海水转化为淡水。然而，目前太阳能海水淡化的淡水通量远低于工业要求（> 20 L m -2 h -1）。在此，证明具有高效热质蒸发接口（HM-EI）的3D等离子体蒸发器对于3.5 wt.% NaCl可实现29.1 L m -2 h -1的淡水通量，这超过了之前的太阳能蒸发器和接近反渗透水平（工业海水淡化技术中最高装机容量）。高淡水通量太阳能海水淡化的实现来自于高效的HM-EI，它包括用于增强热性能中的能量利用率的网格状等离子体宏观结构和用于加速质量性能中的离子传输的大孔微观结构。这项工作为设计满足工业要求的具有高淡水通量的下一代太阳能蒸发器提供了新的方向。
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