太阳能驱动水蒸发是一种对环境友好型水净化/海水淡化策略，而提高高盐度下光热材料的蒸发率、能源效率和可持续性具有重要意义。

有鉴于此，中科院化学研究所宋延林研究员报道了一种高效的能量再利用策略，以实现高盐度下的高能量效率和水分蒸发速率。

文章要点

1）研究人员通过仿生3D结构的分层水路控制界面水膜非均匀性，仿生3D结构是由尺寸依赖的树脂填充诱导的增材制造制成的。由于与位置相关的结构具有不均匀性，蒸发器表面上产生的水膜呈现厚度梯度。此外，仿生3D蒸发器系统获取的输入能量与光源和精确位置之间的距离有关，这导致照明与位置相关的能量利用。

2）基于结构不均匀性导致的仿生3D蒸发器上的相关位置水分蒸发，液膜沿液膜方向呈现温度梯度，使得整个装置能量利用不均。同时形成的Marangoni流使水分补充到蒸发较强的位置，从而提高蒸发和能量效率，最终导致水膜内部的能量再利用特性。

3）在一次日照条件下，获得了较高的黑暗蒸发速率(1.17 kgm^-2h^-1)、较高的太阳蒸发率(2.63 kgm^-2h^-1)和较高的能效(超过96%)，即使在高盐度条件下也具有良好的稳定性。此外，液膜厚度梯度和沿液膜位置的水分蒸发也导致了三维蒸发器上的盐浓度梯度和局部盐结晶特征。盐在结构的顶端液膜处结晶，中间有一层薄薄的液体，这使得蒸发器具有无盐性和易脱盐性，证明了其可持续利用的能力。

4）密闭系统间歇净水速率可达1.72 kgm^-2h^-1，可连续净化天然海水样品，具有广阔的应用前景。

Wu, L., Dong, Z., Cai, Z. et al. Highly efficient three-dimensional solar evaporator for high salinity desalination by localized crystallization. Nat Commun 11, 521 (2020).

DOI：10.1038/s41467-020-14366-1

https://doi.org/10.1038/s41467-020-14366-1