唐大伟教授团队Energy & Environmental Science发文：用于水、能源和矿物资源收集的界面蒸发梯度工程

近日，我院唐大伟教授团队在太阳能驱动界面蒸发方面取得进展。成果以“用于水、能源和矿物收集的界面蒸发中的梯度工程（Gradient engineering in interfacial evaporation for water, energy, and minerals harvesting）”为题，作为展望论文发表于《能源和环境科学》（Energy & Environmental Science）期刊（影响因子：32.4）。论文第一作者为李林教授，博士生孙席胜为论文共同第一作者。

持续的人口增长、不断变化的气候和环境，以及工业技术的升级都强调了能源系统转型的重要性。作为可持续能源供应链的重要组成部分，太阳能界面蒸发技术（SDIE）作为下一代能源和资源联产技术，具有巨大的潜力。尽管这项技术在过去十年中取得了一些里程碑式的突破，但系统的效率、稳定性和可扩展性还没有与实际生产匹配。因此，迫切需要探索水及副产品生产的运行模式和工作机理，提高系统的能量效率。这项工作通过先进的材料设计和系统优化，构建、强化和维持SDIE的水-能源-矿物联合生产系统中的能量和物质梯度，为解决上述挑战提供了一个可行的视角。一系列梯度工程指南可以激发新的讨论和研究策略，使SDIE在未来的可持续能源供应方面做出更大的努力。

通过利用太阳能诱导水蒸发，SDIE系统可以产生离子浓度、盐度和温度梯度，从而实现水、绿色电力和金属矿物的生产和提取。然而，SDIE系统的性能和长期稳定性受到对驱动能量和物质梯度形成的潜在机制的有限理解的限制。在这篇文章中，研究团队概述了典型的基于SDIE的水-能源-矿物联合生产系统，并提出了通过调节能量和物质传递过程来优化梯度形成的合理策略，目的是强化SDIE联产系统的能源和资源输出。此外，还探索了使用梯度工程整合多个物理场的混合方法，以实现协同增强，同时减轻梯度冲突。最后，概述了开发下一代SWEM的未来方向，旨在增强可持续能源供应链的可持续性和弹性。

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