综述：光热海水淡化中的能量-质量传递：多尺度创新与分布式水资源解决方案，迈向可持续发展

《Advanced Materials》：Energy–Mass Transfer in Photothermal Desalination: Multi-Scale Innovations and Distributed Water Solutions toward Sustainability

应对全球水资源短缺与碳中和目标的双重挑战，界面太阳能蒸汽蒸发（ISSE）技术通过高效光热转换、零碳排放和模块化设计，成为解决水资源时空分布不均的重要方案。其核心问题在于多尺度层级的能量转换与质量传递优化，研究涵盖材料设计、结构架构与系统集成。通过融合热电转换、水氢联产及金属盐回收技术，显著提升能源利用效率。未来可构建离散水网络与ISSE协同的智能水循环系统，包含"水收集-净化-联产"三要素。

　　

摘要

为应对全球水资源短缺和碳中和目标带来的双重挑战，传统的海水淡化技术难以满足高能耗的需求，同时也受到集中式供水系统固有局限性的制约。在这种背景下，界面太阳能蒸汽蒸发（ISSE）技术作为一种有前景的解决方案应运而生，它凭借高效的光热转换效率、零碳排放以及模块化设计，有效缓解了水资源在空间和时间上的分布不均问题。尽管ISSE技术已经发展了数十年，但从基础研究到实际应用仍面临诸多挑战。研究发现，能量转换和质量传输是ISSE技术在不同尺度层面上的核心问题，无论采用何种材料设计或系统组装方式，优化这两个过程都对整个ISSE技术的效率提升具有重要意义。本文试图从材料选择、结构设计以及系统集成等方面，对ISSE技术的研究进展进行梳理和总结，重点关注能量与质量传输的优化。此外，热电转换、水氢联产以及金属盐回收技术的成功整合进一步提升了能源利用效率。同时，还提出了一个将分散式水网与ISSE技术相结合的协同运营框架。通过人工智能技术加持和模块化设计，最终形成了集“水资源收集-净化-联产”功能于一体的智能水循环系统。在本文的结尾部分，还探讨了ISSE技术未来的发展方向。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。