近日，我院杨伟教授和杨洁副研究员在Advanced Energy Materials (IF=29.69)上发表研究论文：A Wave-Driven Piezoelectric Solar Evaporator for Water Purification,提出了波浪能驱动的水蒸发活化策略，开发了一种自供能、连续化的高效太阳能蒸汽产生装置，实现了波浪能驱动的压电太阳能蒸发器用于水纯化的成果。我院博士研究生孟森为论文第一作者；杨洁副研究员和杨伟教授为论文通讯作者；四川大学为唯一完成单位。

该论文开发了一种新的基于压电材料的水蒸发活化策略，实现了无需外部能源供应的连续的水活化过程。利用界面聚合的方式，制备了一种基于压电陶瓷钛酸钡纳米粒子的新型太阳能蒸发器，实现了波浪驱动的电能产生和电能诱导的水蒸发活化。钛酸钡粒子（直径200 nm）被嵌入在一层超薄的聚酰胺膜（80 nm）内，暴露在外部的纳米粒子可以充分与水接触。在这种半包埋的分布形式下，粒子暴露出来的部分可以高效地将波浪能转化为电能，活化附近的水分子，加速水的蒸发过程；此外，粒子被包埋进界面聚合层的部分增加其抗冲击能力，避免波浪冲击作用下的脱落。作者还采取了定性（原位红外）和定量（原位DSC和可控暗蒸发实验）测试表征技术及计算机模拟（分子动力学）对这种活化方式和机理进行了分析验证。在太阳能蒸发测试中，具有压电性能的蒸发器可以获得2.01 kg m^-2h^-1的蒸发速率；相比于不带有活化水功能的普通蒸发器而言，蒸发速率提高20%以上。此外，蒸发器还展现出优良的脱盐效果和污水纯化能力，经过纯化的水符合世界卫生组织（WTO）所制定的饮用水标准。本工作基于压电材料的设计，为太阳能界面蒸发中水的活化方式提供了全新的思路，也为高速率、低能耗、低成本的实际海洋环境的连续水蒸发提供了新的可能性。

文章链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202200087

撰稿：杨洁

编辑：杨燕玲

审核：刘向阳