复合蒸发凝胶实现光伏冷却与水资源回收的协同增效

《Desalination》：Synergistic photovoltaic cooling and water-resource recovery enabled by a composite evaporation gel

本文报道了一种多功能复合凝胶界面蒸发系统（C/M-SA），创新性地将光伏（PV）冷却、海水淡化和硼（B）提取集成于一体。该系统通过双层结构（光热碳层与MgO改性水凝胶层）实现高效太阳能吸收（97%）与硼捕获，在降低PV板温度（最高21.5°C）、提升发电效率（近10%）的同时，产出符合WHO/EPA标准的淡水并实现硼的高效吸附（>90%），为能源-水-资源协同管理提供了可持续解决方案。

　　

Highlight

C/M-SA的设计与表征

复合凝胶C/M-SA通过简单的冷冻干燥/CaCl₂固化法制备（图1a）。C-SA凝胶具有多孔结构，粉末活性炭（PAC）被包裹并负载于其表面（图1b和c），这可在蒸发过程中作为水流路径和离子传输通道。EDS图谱分析显示C-SA凝胶表面三种主要元素（C、O和Ca）分布均匀（图1d）。值得注意的是，M-SA中纤维的分层表面也...

Conclusion

在这项工作中，我们开发了一种多功能复合凝胶基界面蒸发系统（C/M-SA），它将光伏冷却、海水淡化和硼提取集成到一个单一的可扩展平台中。通过结合碳基材料优异的光热特性和MgO改性结构的选择性硼吸附能力，双层C/M-SA实现了85.1%的高蒸发效率，有效将PV板温度降低高达...