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Tree‑Inspired Structurally Graded Aerogel with Synergistic Water,Salt,and Thermal Transport for High‑Salinity solar‑powered evaporation

引用

Nano-Micro Letters 2024年第11期16卷 19-37页

作者： Xiaomeng Zhao Heng Zhang Kit‑Ying Chan Xinyue Huang Yunfei Yang Xi Shen Department of Aeronautical and Aviation Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHung HomKowloonHong Kong SARPeople’s Republic of China Research Institute for Sports Science and Technology The Hong Kong Polytechnic UniversityHung HomKowloonHong Kong SARPeople’s Republic of China Research Institute for Advanced Manufacturing The Hong Kong Polytechnic UniversityHung HomKowloonHong Kong SARPeople’s Republic of China

solar-powered interfacial evaporation is an energy-efficient solution for water *** requires solar absorbers to facilitate upward water transport and limit the heat to the surface for efficient ***,downward salt ion transport is also desired to prevent salt ***,achieving simultaneously fast water uptake,downward salt transport,and heat localization is challenging due to highly coupled water,mass,and thermal ***,we develop a structurally graded aerogel inspired by tree transport systems to collectively optimize water,salt,and thermal *** arched aerogel features root-like,fan-shaped microchannels for rapid water uptake and downward salt diffusion,and horizontally aligned pores near the surface for heat localization through maximizing solar absorption and minimizing conductive heat *** structural characteristics gave rise to consistent evaporation rates of 2.09 kg m^(-2) h^(-1) under one-sun illumination in a 3.5 wt%NaCl solution for 7 days without *** in a high-salinity solution of 20 wt%NaCl,the evaporation rates maintained stable at 1.94 kg m^(-2) h^(-1) for 8 h without salt crystal *** work offers a novel microstructural design to address the complex interplay of water,salt,and thermal transport.

关键词： Composite aerogel Graded structure solar-powered evaporation Thermal insulation Salt rejection

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