青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉敬權(quán)教授團隊在太陽能海水淡化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們研發(fā)的大尺寸、低成本、耐用的3D雙層聚合物泡沫及其在太陽能海水淡化中的應(yīng)用，以“Scalable and robust bilayer polymer foams for highly efficient and stable solar desalination”為題發(fā)表在納米能源領(lǐng)域著名期刊Nano Energy（DOI:10.1016/j.nanoen.2019.03.087）上，該雜志影響因子13.120，文章第一作者是青島大學(xué)教師李晨蔚，通訊作者是李晨蔚和劉敬權(quán)教授。
隨著社會快速發(fā)展和人口增長，人類正面臨著日益嚴(yán)重的水資源匱乏問題。豐富的太陽能資源使得太陽能蒸發(fā)水成為最有希望的海水淡化技術(shù)之一。與其他技術(shù)相比，太陽能蒸發(fā)水直接利用太陽能，具有環(huán)境友好、成本低等優(yōu)勢，是一種清潔、便攜的水處理技術(shù)，成為人們追逐的熱點。近年來，研究人員制備了多種太陽能蒸發(fā)材料，但是蒸發(fā)裝置仍然具有制造過程復(fù)雜，蒸發(fā)效率較低，耐久性較差和不可重復(fù)使用等缺點。
基于低成本商用泡沫，該團隊制造了大尺寸、耐用的雙層聚合物泡沫，用于高效太陽能海水淡化。利用雙層結(jié)構(gòu)，不同的功能被巧妙的分配到不同的層結(jié)構(gòu)。頂部的聚吡咯層負(fù)責(zé)光吸收和水蒸發(fā)，底部的預(yù)壓泡沫層負(fù)責(zé)水輸送和減少熱量耗散。在一個模擬太陽光下，該雙層泡沫表現(xiàn)出高蒸發(fā)速率（1.574 kgm-2 h-1）和優(yōu)異的蒸發(fā)效率（90.4％）。雙層泡沫在一系列嚴(yán)苛條件下（超聲、高溫、強酸、強堿和反復(fù)擠壓）表現(xiàn)出優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。該雙層泡沫在長達(dá)30天的蒸發(fā)海水測試中可以保持其結(jié)構(gòu)和蒸發(fā)性能穩(wěn)定，顯示出優(yōu)異的防污性能和可重復(fù)使用性。該團隊還展示了兩種簡單的蒸發(fā)設(shè)備原型，分別在陸地和水上收集淡水。低成本、大尺寸、耐用的太陽能海水淡化裝置在自然陽光條件下高效、穩(wěn)定地生產(chǎn)淡水，有望緩解水資源匱乏地區(qū)的淡水供應(yīng)難題。
另外，該團隊近幾年在功能化復(fù)合氣凝膠領(lǐng)域取得一系列研究進(jìn)展，其中部分研究成果發(fā)表在Carbon，2019，142，13-19;Adv.Funct.Mater.2018，28，1704674-1704682;J.Mater.Chem.A 2018，6，16235-16245;J.Mater.Chem.A 2018，6，11966-11977;J.Power Sources，2018，378，699-706;J.Mater.Chem.A 2017，5，18684-18690等雜志上。所研發(fā)成果可廣泛應(yīng)用于儲能、催化、傳感和海水淡化等諸多領(lǐng)域。
