undefined

Engineering salt-rejecting solar evaporator from naturally hierarchical tree root for sufficient clean water production

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Jinli Qin; Wenyang Xu; Yongzheng Li; Xiaodi Wang; Ruijie Wu; Yingjuan Fu; Menghua Qin; Yongchao Zhang; Chunlin Xu

Abstrakti:

<p>Solar desalination has been recognized as one of the most promising technologies for solving current freshwater scarcity. However, enhancement of the photothermal conversion efficiency and prohibiting salt crystallization on the top light-absorbing surface are the two major critical challenges for developing highly-efficient and stable solar evaporators. Here, we have discovered that tree roots, often as processing waste when utilizing woods, can serve as a high-efficient solar evaporation device for continuous desalination. The naturally occurring hierarchical structure of tree roots possesses multilevel longitudinal channels from micrometer to millimeter-scale and interconnected porous microstructures, which allows excellent water transport and multidirectional salt exchange, exhibiting a superior anti-salt-accumulation capability even in 21% brine. Together with a mountain-shaped hydrophobic absorber surface obtained from the in situ synthesized Fe <sub>3</sub>O <sub>4</sub> nanoparticles, the designed tree root-based solar evaporator demonstrates an evaporation rate of 1.64 kg m <sup>−2</sup> h <sup>−1</sup> and ultra-high conversion efficiency of 96% at 1 solar irradiation, rendering it as one of the best performing wood-based solar evaporators. Furthermore, such a high-efficacy, techno-economic and long-term stable seawater desalination platform provided by the architectures of multi-level channel-array in tree root will inspire material scientists and engineers to tailor structurally similar materials from building blocks of broader selections.</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Åbo Akademi

Xu Chunlin Orcid -palvelun logo

Wu Ruijie

Xu Wenyang

Zhang Yongchao

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

196

Julkaisu­foorumi

57776

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Materiaalitekniikka

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.indcrop.2023.116507

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä