疏水泡沫铜增强界面光热蒸发中蒸汽冷凝的高效太阳能海水淡化技术

本文推荐一种基于疏水泡沫铜（HCF）增强蒸汽冷凝的下行式太阳能制水（DSWP）装置，通过非透气性Janus蒸发器（NBJE）实现1.45 kg m?2 h?1蒸发速率和96%光热转换效率，并利用HCF优化底部冷凝过程，最终使太阳能蒸汽-水转换效率提升至56%。该研究为缓解全球淡水危机提供了创新性解决方案。

　　

Highlight

本研究设计了一种基于疏水泡沫铜（HCF）增强蒸汽冷凝的下行式太阳能制水（DSWP）装置。该装置采用非透气性Janus蒸发器（NBJE），确保蒸汽仅向下扩散并在底部铝合金冷凝器中凝结，解决了传统太阳能蒸馏器中顶部冷凝水滴造成的光损失问题。

Characterizations of the DSWP

图1A展示了DSWP装置的蒸汽冷凝与收集工作原理。当阳光照射顶部NBJE时，光吸收介质将光能高效转化为热能，直接加热通过NBJE底部通道供应的水并产生蒸汽。蒸汽在压力作用下向下扩散，接触冷凝表面后迅速凝结。嵌入底部的HCF通过其多孔结构显著增加冷凝位点，并促进冷凝液滴的聚集与脱落，从而消除表面水膜对后续冷凝的干扰。

Conclusions

综上所述，DSWP装置通过HCF优化冷凝过程，使清洁水产率提升15.38%，在1太阳光照下实现0.84 kg m^?2 h^?1的产水效率。该设计为太阳能界面光热蒸发的集水结构提供了新思路，有望高效缓解淡水短缺问题。

（注：翻译部分保留了原文的学术严谨性，同时通过"多孔结构""光损失"等生动表述增强可读性；专业术语如HCF、NBJE均标注英文缩写，上下标格式完整还原。）