近日，我校纺织科学与工程学院龙柱教授团队在光热界面蒸发领域取得新进展。研究成果“Ionic gradient-driven solar evaporators enable efficient fresh water production from seawater and cogeneration of electric power”为题发表在期刊《Journal of Energy Chemistry》上。
太阳能蒸发器（SEs）为解决全球淡水短缺和能源危机提供了一种可持续的方案。然而，传统太阳能蒸发器常受制于盐分积累、热量耗散以及材料可规模化受限等问题。此外，现有策略如纳米约束效应或被动氢键重组，缺乏空间梯度降低焓值的能力，并且难以有效在蒸发过程中实现能量回收。
针对上述问题，龙柱教授研究团队制备了一种基于木质素磺酸盐调控的三维梯度结构气凝胶蒸发器。木质素磺酸盐中磺酸基团的密度梯度在水向蒸发界面传输过程中逐步减弱氢键相互作用，从而动态降低汽化焓。此外，蒸发过程中动态演化的钠离子浓度梯度产生了稳定的离子电流，实现了持续的电压输出（255 mV），并同时获得了极高的水蒸发速率（5.01 kg m-2 h-1）。这项工作通过将动态焓调控与离子梯度驱动的能量收集相耦合，拓展了传统的界面蒸发框架，实现了淡水与电力的联产。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2026.03.014
图1. 基于木质素磺酸盐调控的蒸发器的结构设计及自浮性能
图2. SLS在蒸发过程中扰动水分子间氢键的理论模拟
