High‐Yield, Green, and Scalable Solar‐Powered Interfacial Evaporation of Multibioinspired Hierarchical‐Integrated Nanofibrous Wood Surface with Sustainable Steam Escape

蒸发 蒸发器 材料科学 纳米技术 工艺工程 环境科学 化学工程 机械工程 热交换器 工程类 气象学 物理
作者
Lintao Mi,Zhiwen Zhang,Xingli Zhang,Wensheng Wang,Chuanlong Han,Mingxing Jing,Qi Sun,Wenlong Song,Zhuangzhi Sun
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:7 (11) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/solr.202300092
摘要

Solar‐powered interfacial evaporation offers a cost‐effective technique for freshwater scarcity in arid areas. However, further performance improvements have encountered bottlenecks due to the lack of more simplified material design and optimized functional structures resulting in a trade‐off between photothermal conversion and steam transport. Herein, a high‐yield, green, and scalable solar‐driven evaporator with multibioinspired hierarchical‐integrated architecture‐modified wood surface via highly oriented nanofibers is developed. Furthermore, inspired by natural biological structures, a 3D bionic wood cribs structure (BWS) evaporator on the basis of 2D bionic butterfly scales structure (BS) with efficient light absorption, light‐to‐heat conversion, evaporation rate, as well as recyclable steam escape is integrally fabricated. As a result, this well‐designed BWS evaporator shows a high solar absorption of 96%, and a greatly promoted evaporation rate of 1.8 kg m −2 h −1 under 1 sun illumination, leading to a 23.3% higher than that of the BS. More importantly, the effective convection of the BWS from sides and surface is demonstrated that promotes sustainable steam escape to achieve continuous water evaporation. This proof of concept work provides an insightful attempt to develop scalable evaporation systems with green biomass‐derived resources and functional biomimetic structure.
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