用于太阳能蒸汽产生的仿生毛细管驱动泵

shaonian

       高效捕获太阳能用于液-气相变这一技术具有广泛的应用，从用于水净化和消毒的小型独立太阳能转换器，到大规模应用的太阳能海水淡化系统、太阳能发电等。传统过程中，对大部分水同时升温以产生蒸汽。然而，蒸发是一个表面的过程，表面的高能态水分子易转为气相。因此传统的整体升温方法使得大量的热向部分未蒸发的水传导，产生热量散失。

       近日，武汉大学胡雪蛟教授、江海峰博士(共同通讯作者)等受植物蒸腾现象启发，报道了一种可用于高效太阳能蒸汽产生的毛细管驱动泵，并在Nano Energy上发表了题为“A bioinspired capillary-driven pump for solar vapor generation”的研究论文。上述泵主要由多孔亲水修饰NiO(M-NiO)盘和一维水通道组成。表面沉积了具有三层结构的TiAlON基纳米复合材料吸收体的M-NiO可有效地捕获太阳辐射(吸收率为0.97)。受多孔M-NiO中的毛细力驱动，泵可以通过一维通道不断将水输送至太阳能吸收器用于蒸发，1个太阳强度下太阳能-蒸汽转换效率达到73%，4个太阳强度下可达到90%。较高的转换效率应归因于M-NiO盘的高吸收能力以及一维供水设计降低了热量损失。上述易于扩大规模的新设计为在太阳能密度较低的情况下捕获阳光以进行太阳能蒸发提供了一种有效的解决方法。