高分子科学前沿4月22日讯：能源资源的枯竭对人类健康和社会发展构成重大威胁，传统能源和淡水资源正面临巨大的消耗。通过清洁和绿色方法生成电力和淡水资源是一个很有前景的可行解决方法。水伏发电具有工艺便捷、输出高效、水源广泛等特点，具有普遍的适用性。光热界面蒸发技术因其能够局域化地将清洁太阳能转化为热能而成为一种有前景的淡水制备方法。在光热界面海水淡化中耦合发电系统形成太阳能蒸汽水电联产系统（SSEG）是新兴的一种清洁供应淡水和电力的方法。

近日，苏州大学方剑教授、孙哲博士团队使用纺织材料为基材，通过加捻和编织技术开发了一种可调节水流的速度、高度、含量的立体编织物来设计新型SSEG系统，同时实现了可持续的水伏发电和淡水收集，发电和蒸发两功能在相互优化且协同促进（图1）。作者采用加捻和编织技术制造了CB/PPy负载天丝骨架（CPF）构建SSEG系统（图2）。纤维加捻可控制纤维间毛细通道的孔隙大小而改变水流速度；编织可使纤维具有不同的纤维密度和分布而改变水流含量/高度；纤维基质内连续、快速、平稳的盐水循环促进质子、离子迁移，防止盐堵塞。发电和蒸发双功能在同一尺度下优化且相互协同促进。在3.5wt%盐水中和1个标准太阳辐射下，新型SSEG可实现2.38 kg·m-2·h-1的蒸发速率以及0.73 V、0.6 μA的输出电压和电流。相关研究成果以”Fibrous solar evaporator with tunable water flow for efficient, self-operating, and sustainable hydroelectricity generation”为题，近期发表在Advanced Functional Materials上，苏州大学纺织与服装工程学院博士生葛灿、许多为论文第一作者，苏州大学方剑教授和孙哲博士为该论文的共同通讯作者，相关研究工作受到武汉纺织大学国家重点实验室刘可帅教授团队支持。（本刊有删节）详情见高分子科学前沿公众号

图1 SSEG工作原理和CPF纤维蒸发器阵列示意图