被动式太阳能膜蒸馏 (MD) 是一种缓解水资源短缺的新兴技术。最近，其性能通过多级设计得到了增强，尽管由于整个设备的温度和蒸汽压力梯度受限，增益很小。这使得冷凝器冷却增强成为一个值得怀疑的选择。我们认为，冷凝器加热可以通过解锁所有蒸馏阶段的水分传输极限来抑制多级太阳能 MD 的边际效应。

在这里，上海交通大学Ruzhu Wang，Zhenyuan Xu提出了一种阶段温度提升 (STB) 概念，将低温热量引导至最后阶段的冷凝器，增强所有阶段的水分传输。

文章要点

1）通过最后两个阶段的 STB，热通量为 250 W m⁻²，在一个太阳照射下使用 8 级 MD 设备展示了 1.13 L m⁻² h⁻¹ S⁻¹ 的阶段平均蒸馏通量。这比最先进的 10 级太阳能 MD 设备提高了 88%。

2）更值得注意的是，分析表明，由太阳能和废热驱动的 16 级 STB-MD 设备可以有效地与现有的光伏反渗透 (PV-RO) 系统竞争，有可能利用低温热源提高淡水产量。

参考文献

Poredoš, P., Gao, J., Shan, H. et al. Ultra-high freshwater production in multistage solar membrane distillation via waste heat injection to condenser. Nat Commun 15, 7890 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-51880-y

https://doi.org/10.1038/s41467-024-51880-y