元素百科介绍新型高效太阳能水处理结构。高效太阳能转化利用被认为是国家能源的重大需求。其中，光热(蒸汽)转化在海水淡化、分馏、灭菌等领域具有良好的应用前景。但由于光热损失，传统的光热(蒸汽)转化效率低(~40%)，极大地限制了其广泛应用。
南京大学现代工程与应用科学学院朱佳教授课题组在高效界面光热转换领域做了一系列工作：一是成功制备了最黑色等离激元吸收体（Science Advances,2, e1501227 (2016)）；在此基础上，实现了基于等离激元增强效应的第一个太阳能海水淡化器件（Nature Photonics,10,393-398 （2016））在很大程度上解决了吸收体的光学损失；然后通过二维水通道的设计实现了吸收体与水的间接接触，大大降低了设备对水的热传导损失（PNAS, 113, 13953-13958 (2016)）。
近年来，该课题重点解决了太阳能入射角在实际应用中不断变化带来的光学损失和热学损失（热传导、热对流和热辐射）问题，并取得了良好的进展。最新的研究结果是“”Three-dimensional artificial transpiration for efficient solar waste water treatment以“国家科学评论”为题发表（National Science Review，2017，DOI: 10.1093/nsr/nwx051)。
本工作首次提出并实现了“人工蒸腾”结构，突破了传统二维平面设备的局限性，设计了三维空心锥形结构，大大缓解了设备在真实环境中对阳光进入射角的依赖。同时，有效降低了设备的蒸发温度，进而有效控制了热对流和热辐射的损失。“人工蒸腾”结构的另一个优点是通过一维供水通道有效控制热传导损失，在正常光照条件下首次实现85%以上的光蒸汽转换效率。在应用层面，界面光蒸汽转换首次扩展到重金属污水处理。实验结果表明，该技术不仅能获得符合饮用标准的水，还能有效回收重金属（如金、铜等），为高效太阳能光热（蒸汽）的利用和发展提供新的思路。
