李安研究团队在光热转化用于海水淡化领域取得重大突破

可再生能源的发展对于解决人类社会面临的严峻危机具有重要意义，包括化石燃料的匮乏、全球变暖和饮用水短缺等。与水能、风能、潮汐能等自然能源资源相比，太阳能被认为是一种新型的安全且取之不尽的绿色能源，已被广泛应用于各种应用领域，并逐渐在全球能源消费总体建设中占据越来越多的份额。作为一种高效的太阳能利用方式，通过光热材料太阳能蒸发可以直接将低阶的太阳能转化为高阶的热能和蒸汽能，已经成为前途光明的前沿应用技术，如海水淡化、废水处理，液相分离和灭菌等。

近日，兰州理工大学石油化工学院李安研究团队，在能源材料领域国际权威期刊《先进能源材料》(Advanced Energy Materials，最新影响因子21.875)上在线发表了题为“Superwetting Monolithic Hollow-Carbon-Nanotubes Aerogels with Hierarchically Nanoporous Structure for Efficient Solar Steam Generation”的全新研究成果。

图1光热材料太阳能蒸发将低阶的太阳能转化为高阶的热能和蒸汽能性能测试

该项工作报导了以共轭微孔聚合物纳米管为前驱体而制备的一种块体气凝胶材料。该材料具有良好的孔隙度、高的物理化学稳定性和力学性能、超低的密度以及对太阳光具有近乎99%的吸收等特点，而且，通过简单的表面处理可以使该气凝胶材料具有超亲水的表面浸润性。基于以上的这些性能，这种块体气凝胶材料作为光热材料，表现出优异的性能，其在一个太阳的光热转化效率达到86.8%。研究成果为新型碳气凝胶材料的制备以及在海水淡化、太阳能转化等方面的高效应用提供了一种新思路。同时，由于共轭微孔聚合物在化学组成、空间结构上的可调控性，为进一步设计、制备基于共轭微孔聚合物的高效太阳能光热材料提供了广阔的前景。

论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.201802158