【引言】
随着全球水资源短缺问题日益严重，以及对碳中和目标的追求，太阳能驱动的海水淡化技术备受瞩目。其中，太阳能界面海水淡化（SID）系统以其独特的热定位能量吸收与转换机制，在低光学浓度和低温条件下展现出卓越的蒸发效率。然而，如何将SID系统的高效蒸发速率转化为实际产水率并实现工业化应用，成为当前亟待解决的关键挑战。
【研究背景及现状】在全球范围内，尤其在中东、北非和撒哈拉以南非洲等太阳能资源丰富的缺水国家，太阳能海水淡化技术被寄予厚望。传统的聚光太阳能海水淡化工艺虽然能够达到超过1000%的系统效率，但由于受到多种因素影响，其产水率并未得到有效提升。而SID系统通过实时利用太阳能热量，有效解决了这一难题。
【解决方案与创新点】
为克服 SID 系统规模化生产淡水时遇到的瓶颈，研究人员提出了采用多级设计结合高性能太阳能混合驱动方案。这种设计不仅能够平衡太阳光通量波动带来的影响，确保系统稳定运行，还能通过收集沿海地区充足的风力能源，在夜间持续进行海水淡化作业，显著提高平均生产率。此外，SID系统在运行过程中产生的额外副产品——蒸汽潜热回收和浓缩盐水中的化学资源提取，也揭示了该技术在解决水资源危机和海洋资源开发方面的巨大潜力。
【未来发展展望】
SID技术在小型前置设备的研发上已取得显著进展，有望满足家庭和个人用水需求；同时，后置SID系统通过优化冷凝器材料和潜热回收设计，成倍提高了整体性能，预示着一个崭新的工业应用时代即将到来。在未来的设计中，SID系统需兼顾产水量、设备寿命和成本之间的平衡，并进一步探索集成其他清洁能源，以实现全天候、抗干扰且快速响应的高效运作模式。
本文由NW自然水发表于2024年2月《自然-水》期刊，来自东华大学国家化学纤维改性重点实验室及美国麻省理工学院土木与环境工程系的研究团队。他们通过对太阳能界面海水淡化系统从理论到实践的深入探讨，明确了这一技术在全球水危机和海洋资源开发中所扮演的重要角色。
