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课题组研究生刘朝阳在国际期刊Applied Energy发表长篇综述一篇
Published On:2025-10-20

近日,课题组三年级硕士研究生刘朝阳在苏伟老师的指导下,在国际权威期刊《Applied Energy》(中科院一区TOP期刊,影响因子11.2)发表了题为《A comprehensive review on 3D interfacial solar evaporation for sustainable desalination and integrated energy management: structural optimization strategies, advanced materials, and emerging applications》的综述论文(DOI: 10.1016/j.apenergy.2025.126926)。该论文系统总结了3D界面太阳能蒸发(ISE)技术在近十年来的研究进展,为推动其向高效、低碳、多功能化方向发展提供了重要参考。 面对全球水资源短缺与能源危机的双重挑战,太阳能驱动界面蒸发技术因其零能耗、环境友好、模块化等优势,成为海水淡化与废水处理领域的研究热点。然而,传统2D平面蒸发器存在光吸收受限、热损失大、蒸发面积不足等瓶颈。为此,论文从结构设计优化、先进材料开发与多功能集成应用三大维度,全面梳理了3D ISE技术的突破性进展: 

1.结构革新:首次提出“多光捕获-热管理-环境能量回收”协同优化框架,揭示3D结构如何通过延长光程、构建温度梯度、扩展侧向蒸发面,将蒸发速率提升2–3倍,突破2D系统理论极限(1.46 kg·m⁻²·h⁻¹)。 

2.材料突破:对比分析聚合物、碳基材料、等离子体金属与半导体等光热材料的性能权衡,指出未来需开发“低成本-高吸收-长效稳定”的复合光热涂层;同时强调水传输基质的智能化设计,如响应性水凝胶与多级孔气凝胶对降低蒸发焓的关键作用。 

3.应用拓展:总结3D蒸发器在海水淡化、水电联产、盐结晶回收、海洋农业、光催化降解等领域的创新应用,提出“零液体排放-资源回收-能源耦合”的可持续发展路径。 论文还指出当前3D ISE技术面临的挑战,包括户外环境适应性不足、蒸汽冷凝效率低、规模化成本高等,并建议未来研究应聚焦于智能响应结构、可扩展制造工艺与政策驱动商业化三大方向。 

本综述为课题组在太阳能热转化与低碳能源系统领域的研究增添了重要成果,也为推动3D界面蒸发技术从实验室走向实际应用提供了理论支撑与数据参考。