综述：生物质界面太阳能蒸发的环境影响、财务可行性及文献计量视角

这篇综述系统探讨了生物质基界面太阳能蒸发（ISE）技术在应对全球水资源短缺中的潜力，重点分析了其环境效益（如减少82%温室气体排放）、经济可行性（棉基蒸发器成本低至2.23 $/m2）及研究趋势（2024年文献量达峰）。通过文献计量学揭示中国主导该领域（12,848次引用），并强调生物质材料的高孔隙率、低导热性等特性对提升蒸发效率（1.54 kg/m2h）的关键作用，为可持续水处理技术发展提供新视角。

　　

背景与挑战

全球淡水危机因管理不善与污染加剧，传统脱盐技术如多级闪蒸（MSF）、反渗透（RO）虽有效但能耗高。界面太阳能蒸发（ISE）通过局域化加热（蒸发效率达1.54 kg/m²h）成为新兴解决方案，但其规模化仍受制于材料成本与环保性。

生物质材料的崛起

生物质基蒸发器（如木材、海藻）凭借高孔隙率、低导热性（<0.1 W/mK）脱颖而出。棉基材料成本仅2.23 $/m²，而木质蒸发器可减少82%碳排放，凸显环境与经济双重优势。文献计量显示，2024年相关研究达峰值，中国以275篇论文领跑。

生命周期与经济效益

生命周期评估（LCA）证实生物质材料显著降低环境负荷。例如，细菌纤维素生产碳足迹比合成材料低60%。经济分析中，壳聚糖（CS）基蒸发器通过3D打印实现规模化，成本较金属基降低70%。

技术瓶颈与未来方向

当前挑战包括盐结晶堵塞（盐度>3.5 wt%时效率下降）、长期耐久性不足（<1000小时）。未来需开发仿生结构（如仙人掌导管）增强水传输，或耦合光伏（PV）提升能源利用率。

结论

生物质ISE技术为水-能-环境耦合问题提供了可持续路径，但需跨学科合作解决工程化难题。正如研究者所言，“从实验室到海洋”的跨越将是下一阶段关键。