研究情報
Research information

太陽光駆動型界面蒸発器(SDIEs)は、塩水から淡水の生産と塩の採取を可能にすることで、持続可能な海水淡水化を推進してきた。ここでは、海水淡水化と塩回収を同時に行う環境に優しいSDIEの開発を目的として、横一列に並べられたナノ多孔質繊維を有する電界紡糸セルロースアセテート（CA）フィルムを3次元円筒状に巻き上げ、一部にカーボンブラック／ポリビニルアルコール（CB/PVA）製の光熱変換層をコーティングした。蒸発器は、等価蒸発エンタルピーに基づく107.3%の光熱変換効率に相当する1日光の条件下で4.44 kg/㎡･hの高い蒸発速度を達成している。低温蒸発による環境エネルギーの回収とともに、この性能は材料と水の相互作用やナノ多孔質構造による気化エンタルピーの低減に起因すると考えられている。1日光の下で、SDIEは、その繊維状の微細多孔質構造により、塩分濃度3.5～20 wt%の塩水を、エッジ優先的な塩結晶化を伴いながら安定して処理する。この特性により、平均蒸気発生率および平均塩回収率をそれぞれ4.71 kg/㎡･h 3.21 kg/㎡･dayで維持しながら、重力を利用した塩の回収と10 wt% NaCl溶液中で10日間の耐久性のある機能発揮を可能とする。3.5 wt%のNaClと模擬海水からの凝縮水は、導電率が著しく低く高い純度を示す。屋外実験も実際の条件下でのSDIEの安定した性能を明確に示している。さらに、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、端部優先的な塩の凝集が検証されている。この革新的な装置は、塩水から淡水と塩を同時に収集する有望な方法を提供する。
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https://doi.org/10.1016/j.seppur.2026.137162