2019级研究生吴倚天作为第一作者撰写的论文“Simulation-guided design of bamboo leaf-derived carbon-based high-efficiency evaporator for solar-driven interface water evaporation”于2021年7月28日发表在材料领域高水平国际期刊《Energy & Environmental Materials》(IF=15.122)上,指导老师为浙江农林大学陈浩副教授、沈哲红教授和庞亚俊博士。
该成果以计算机光路模拟为指导,利用碳化竹叶(CBLs)构造了一种新的光吸收结构。接着利用聚丙烯酰胺(PAM)对该结构进行了修饰,制成集光吸收、光热转化和水传输三大功能于一体的太阳能界面水蒸发器(PVCBL)。一方面,该蒸发器可利用竖直排列的片状竹叶衍生碳结构扩展光路,增加吸光面积,因而具有出色的光吸收性能。另一方面,在竖直排列的CBLs之间连续分布的PAM水凝胶可以作为垂直通道,支持水的高速运输,并且缩短水蒸发路径。因此,该蒸发器的平均光吸收率达到~96.1%,其在一个太阳(1 KW m-2)光照下的水蒸发速率为1.75 kg m-2h-1,光-汽转化效率高达91.9%。另外,基于该蒸发器的蒸发设备在完成水蒸发的同时,可同步实现海水淡化、重金属离子移除、以及染料分离。此外,该设备适用于户外,并具备重复循环使用的能力。该研究工作为利用生物质材料实现高效太阳能水蒸发和协同水处理提供了一种创新思路。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12251