向蒸發表面/界面輸送足夠的水是克服太陽能驅動界面脫鹽中鹽分積累的最廣泛采用的策略之一。然而，水傳輸和熱傳導損失正相關，導緻熱局部化和耐鹽性之間的權衡。在此，首次制備了具有垂直輻射容器的 3D 水凝膠蒸發器，以克服長期存在的權衡，從而實現高鹽度的高速率和穩定的太陽能脫鹽。實驗和數值模拟表明，由大型垂直容器通道、輻射容器和多孔容器壁組成的獨特分層結構有利于強自鹽排放和低縱向熱導率。據我們所知，這是無鹽系統的最佳報道結果。這項工作展示了一種新型分層微結構的制備方法，并為下一代高效耐鹽太陽能蒸發器的設計提供了關鍵的見解。

圖文簡介

用于 SDID 的具有随機孔結構的常規蒸發器的示意圖。不充分的水傳輸實現了熱局部化，但鹽沉積在蒸發表面上。b) 用于 SDID 的具有垂直對齊容器的傳統蒸發器的示意圖

EHSC-VR 氣凝膠的制造過程示意圖及氣凝膠的結構表征

a) 在黑暗條件和單日光照下，水的質量随時間變化，包括純水、EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠。b) 黑暗條件下的水蒸發率和計算的散裝水的等效焓，EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠。c) 純水、EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠在單日光照下的蒸發速率和相應的蒸發效率。d) EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 的蒸發速率不同鹽度鹽水中單日照射下的水凝膠[J]. e) EHSC-VR 水凝膠的蒸發速率和時間與報告的“無鹽”系統在最大鹽水鹽度下單日照射下的比較。f) EHSC-R、EHSC-VA 和 EHSC-VR 水凝膠在 20 wt% 鹽水中單日光照 8 小時蒸發速率的演變。g) 在連續 8 小時單日照射實驗期間，在 20 wt% 鹽水中 EHSC-R、EHSC-VR 和 EHSC-VA 水凝膠表面的鹽沉澱進展（白色虛線代表鹽析的部分）。h) 太陽能淡化前後鹽水樣品的鹽度變化。i) EHSC-VR 水凝膠在 3.5 wt% 和 20 wt% 鹽水中的長期蒸發率，在單日光照下 7 天，每天 8 小時。日期顯示為平均值 ± S.D. (n = 3)。

a) 示意圖和 b、c、d) 自制太陽能海水淡化裝置的數碼照片。e) 淡水産量、累計淡水産量和室外蒸發實驗條件：光照強度、地表溫度EHSC-VR 水凝膠。

論文信息

論文題目：3D Hydrogel Evaporator with Vertical Radiant Vessels Breaking the Trade-Off Between Thermal Localization and Salt Resistance for Solar Desalination of High-Salinity