Adv. Funct. Mater.|本团队在生物质基太阳能蒸发器设计制备领域取得重要研究进展
发布人:袁占辉  发布时间:2025-09-08   浏览次数:

近日,福建农林大学材料工程学院袁占辉教授团队在国际高水平期刊Advanced Functional Materials (中科院一区TOP, IF: 19)上,在线发表了题为“3D Bioinspired Hair-Based Solar Evaporator for Efficient Water Harvesting”的创新性研究论文。福建农林大学为第一通讯单位,福建农林大学硕士研究生刘易、陕西科技大学机电工程学院硕士研究生孙旭辉和福建农林大学郑加贤博士为共同第一作者,福建农林大学袁占辉教授、闽江学院王莉玮教授、东京大学机械工程系安盟副教授、澳大利亚生物工程与纳米技术研究所Jie Wang 博士为共同通讯作者。本文提出了一种受黑体辐射原理启发的宽带光吸收与热转换策略,以提升太阳能蒸发性能。富含黑色素并表现出类黑体辐射特性的人发废弃物被用作模型系统。其固有的宽带光捕获与有利的热量分布特性、低热导率以及毛鳞片结构协同作用,提升了人发的热量利用效率。基于这些优势,构建了一种由垂直排列的黑发组成的三维太阳能蒸发器。该装置在15 wt.%盐水中实现了3.945 kg m² h¹的高蒸发速率并超过10天的稳定运行。此外,通过集成空心截锥反射器以优化光分布,蒸发速率进一步提升至5.172 kg m² h¹。值得注意的是,该系统表现出边缘优先盐结晶和自清洁行为,实现了连续脱盐与同步盐分收集。这项工作为光热材料设计提供了新的理论见解,并凸显了生物质资源在可持续水净化技术中的潜力。论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202510564