本周快訊

第一作者：William Schmid

通訊作者：Alessandro Alabastri、Naomi J. Halas

通訊單位:萊斯大學

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s44221-025-00438-3

導讀

全球有22億人無法獲得清潔飲用水，氣候變化和人口增長進一步加劇了這一問題。現有的海水淡化技術如反滲透（RO）需要電網電力和專用膜，而熱海水淡化（TD）效率較低且膜系統易受污染。光熱驅動的海水淡化（SDPD）是一種有前景的解決方案，尤其適用于偏遠地區和發展中國家，但其性能有待提高，且易受污染和結垢影響。本文介紹了一種名為太陽能熱共振能量交換海水淡化（STREED）的新型膜分離、高效的太陽能熱海水淡化方法。STREED將濕化-去濕化蒸餾的基本原理與共振能量傳遞（RET）相結合，通過動態調節系統流量以響應不同的太陽強度，顯著提高了效率，實現了全天候的淡水生產。預測結果顯示，在海水電導率下，STREED的淡水生產效率可提高77%，平均增益輸出比（GOR）接近1.9，具體取決于可用的太陽輻射強度。STREED能夠適應波動的太陽輸入，為分散式、離網水處理提供了一種可擴展的解決方案，對面臨水資源短缺的偏遠社區至關重要。

快讀

圖文

圖1：展示了STREED系統概念、實驗裝置及不同水和空氣流速下的產水率、功率和GOR變化

圖2：模擬了二維流驅動振蕩器，顯示流速比和通道相互作用強度對功率傳輸及熱能梯度的影響

圖3：通過模擬對比了優化系統（OS）在動態和靜態模式下隨時間變化的水生產率和系統溫度

圖4：預測了在休斯頓一周內的OS和XS在動態和靜態模式下的日生產量和平均GOR，并展示了動態模式的提升效果

圖5：展示了OS在不同地點的預測日性能，比較了動態和靜態模式下的淡水生產率隨時間的變化及總生產量

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