太阳能蒸汽发生器可以用木材 织物或海绵制成

随着全球人口的增长，淡水供应比以往更加珍贵。虽然科学家和工程师知道如何净化水，但使这些方法可持续和节能是另一个问题。

一种有前途的方法是太阳能驱动蒸馏或太阳能蒸汽发生，它可以帮助我们从废水或海水中获取淡水。研究人员已经使用这种方法成功地提取了小批量的纯净水，但他们仍在寻找一种大规模的方法。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院和UChicago附属阿贡国家实验室的研究人员是开发一种开创性的太阳能蒸汽发生新方法的团队的一员，该方法可以帮助将这项技术带入现实世界。这些材料可以通过简单的一步法在木材，织物或海绵上生长，并为大规模生产带来希望。

“太阳能蒸汽发生技术现在仍主要集中在实验室使用上，”普利兹克分子工程研究生和该研究的第一作者Zijing Xia说。“我们希望找到一种以相对较低的成本制造太阳能蒸汽发生器的简便方法。”

他们创新工作的成果最近发表在Advanced Materials Interfaces 期刊上。

在寻找太阳能蒸汽系统时，研究人员已经尝试了各种将光转化为热的材料，如碳材料，等离子体金属和半导体。但是，其中许多选项的效率相对较低，以及其他挑战，因此继续寻找真正具有变革性的方法。

高性能太阳能蒸汽发生器理想地结合了几个特征。它应该在水上漂浮，能够吸收广泛的光线，将光线有效地转换为热量并能够将热量传递给水。不幸的是，许多先前研究的方法缺乏促进向水的热传递所需的多孔结构。

“现有的大多数方法都不易设计，无法对形状和高光热效率进行任意控制，从而产生蒸汽发生装置，”Xia说。

夏的方法与众不同的是使用卟啉共价有机骨架或POF。新发现的一类材料，POF可以在具有不同孔隙率的各种材料的表面上均匀生长，并且它们表现出高水蒸发性能。POF还具有独特的光捕获特性，有利于新应用。

在实验室中，POF成功地在每种测试材料的内表面和外表面上生长。并且每个模板显示出有利的光热性质，表明POF基材料是太阳能蒸汽发生的有希望的候选者。POF膜能够捕获大部分阳光光谱中95%以上的光。

夏说，这项研究最有希望的结果是POF能够在许多不同种类的材料表面生长，包括膜，织物，海绵和木材。木材表现出特别强劲的性能，研究人员测量的光 - 蒸汽转换效率约为80%。

POF在多种材料上生长的能力使其易于适应当地可用的材料。这种多功能性与简单的一步制造工艺相结合，可以使该方法适用于大规模生产。

基于POF的方法在实验室环境中证明非常有效，研究团队计划在实验室外进行进一步的实验，以观察POF的实际性能。

到目前为止，研究表明POF可以帮助推动未来的可持续水净化系统。

“基于POF的界面工程设计显示出大规模净化方法的前景，它也可用于海水淡化，废水处理等，”Xia说。