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近日，能源領(lǐng)域期刊Energy & Environmental Science（IF=33.250）發(fā)表了有關(guān)超高效太陽能海水淡化研究成果Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still，該論文由上海交大制冷與低溫工程研究所ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的徐震原副教授和王如竹教授與麻省理工學(xué)院Lenan Zhang博士和Evelyn N. Wang教授等合作完成，上海交通大學(xué)為第一完成單位。全被動式的太陽能海水淡化是解決海水淡化技術(shù)適應(yīng)性的完美方案，且適用于缺乏基建和偏遠(yuǎn)地區(qū)，然而其效率一直偏低（約35%）。近年來，太陽能界面蒸發(fā)為高效便攜式海水淡化提供了新的思路，成為了能源科學(xué)、材料科學(xué)和熱科學(xué)的交叉領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，但在其效率仍然十分有限（約100%）。本研究提出的“界面局部加熱型多級太陽能蒸餾架構(gòu)”結(jié)合了太陽能界面局部加熱和蒸汽焓回收，突破了前述研究的局限，顯著提升了被動式太陽能海水淡化的效率。 在該論文中研究團(tuán)隊(duì)指出系統(tǒng)性的能量傳遞優(yōu)化，而非高性能材料，是達(dá)到超高效太陽能海水淡化的關(guān)鍵。通過采用商用和低成本材料搭建的實(shí)驗(yàn)裝置，研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)太陽輻照條件下創(chuàng)紀(jì)錄地實(shí)現(xiàn)了385%的效率和5.78 L m-2 h-1的海水淡化產(chǎn)水率。除此之外，該裝置可以通過毛細(xì)作用進(jìn)行被動補(bǔ)水，同時(shí)通過鹽分在夜間的反向擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)被動排鹽，保證長效穩(wěn)定的被動式工作。該研究所達(dá)到效率比2018年12月發(fā)表于Nature Sustainability和2019年7月發(fā)表于Nature Communications的被動式太陽能海水淡化效率記錄分別高出約2.8倍和2倍，成為該領(lǐng)域的效率新記錄。該工作為解決偏遠(yuǎn)或離網(wǎng)地區(qū)淡水短缺問題提供了實(shí)際解決方案，也為界面太陽能蒸發(fā)走向?qū)嵱没透咝Щ峁┝巳滤悸泛屠碚摽蚣堋?該研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51976123）和創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（51521004）的資助。王如竹教授領(lǐng)銜的ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（Innovative Team for Energy, Water & Air）致力于解決能源、水、空氣交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)材料-器件-系統(tǒng)層面的整體解決方案，推動相關(guān)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，近兩年來已經(jīng)在Joule上發(fā)表論文3篇，在Advanced Materials，Angewandte Chemie, iScience以及Energy Storage Materials上發(fā)表論文各1篇。論文鏈接：Ultrahigh-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar stillMIT News：Simple, solar-powered water desalination

針對西部太陽能資源豐富，但電力能源不足的問題，提出一種太陽能輔助發(fā)電地源熱泵空調(diào)裝置，該系統(tǒng)通過現(xiàn)有技術(shù)的有效整合、可再生能源的綜合利用及系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)，解決了中小公共建筑的采暖、供冷及生活熱水供應(yīng)問題。 太陽能輔助發(fā)電地源熱泵空調(diào)裝置，包括地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)中油分離器的高溫制冷劑出口(經(jīng)過管路)與溫控電磁三通閥相連接，從該三通閥中接出一條管路與生活熱水換熱器連接，生活熱水換熱器出口經(jīng)過另一溫控電磁三通閥接入地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)中的四通換向閥，在兩溫控電磁三通閥間用管路連接；太陽能發(fā)電系統(tǒng)中通過太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換將電能存儲于蓄電池中，通過逆變電源把蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)化為交流電為地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的壓縮機(jī)提供能源和照明使用；生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)中保溫水箱底部一側(cè)安裝一個(gè)溫控電磁閥，從閥門接出管路經(jīng)自動水泵與地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)中空調(diào)末端裝置一側(cè)三通電磁閥相連接，在空調(diào)末端裝置另一側(cè)同樣安裝一個(gè)三通電磁閥，從該閥接出一條管路回到保溫水箱。 所述生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)中保溫水箱底部的熱電偶測溫探頭與溫控電磁閥、自動水泵兩個(gè)裝置。所述各系統(tǒng)中的電磁閥和自動水泵均由單片機(jī)控制。 運(yùn)用本太陽能輔助發(fā)電地源熱泵空調(diào)裝置和地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)與生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)互相合理的能源，可使西部地區(qū)的中小公共建筑的建筑能耗下降很多，能源利用效率得以提高，電力能源短缺的狀況能夠得到有效緩解

成果介紹太陽能制冷空調(diào)技術(shù)可使用環(huán)保的自然工質(zhì)，利用清潔、可再生的太陽能驅(qū)動，對節(jié)能降耗具有重要現(xiàn)實(shí)意義。相比吸收式制冷技術(shù)，溶液除濕技術(shù)可利用更低溫區(qū)的太陽能驅(qū)動，有利于廉價(jià)平板集熱器的使用且集熱效率較高，還能夠?qū)崿F(xiàn)熱濕解耦處理。本技術(shù)集成了溶液除濕和蒸發(fā)冷卻技術(shù)，利用常溫溶液干燥被處理空氣，然后經(jīng)直接蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行降溫加濕，得到空調(diào)用冷風(fēng)；稀溶液則利用太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水進(jìn)行再生。市場前景本技術(shù)可利用太陽能集熱器產(chǎn)生的75℃以下熱水驅(qū)動，送風(fēng)溫度17-20℃，熱性能系數(shù)可達(dá)0.65，已獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和國家發(fā)明專利授權(quán)。

本發(fā)明提供一種太陽能自動跟蹤光伏發(fā)電驅(qū)動系統(tǒng)，旨在提供一種以太陽能為能源的用于太陽能集熱板轉(zhuǎn)動的驅(qū)動系統(tǒng)，它包括太陽能槽式集熱板、太陽能自動跟蹤儀、太陽能電池組件、電機(jī)箱、電機(jī)、傳動齒輪、轉(zhuǎn)動軸、蓄電池。本系統(tǒng)在太陽光自動跟蹤儀的帶動下能全天候跟蹤太陽光，通過太陽能電池組件的光伏發(fā)電為太陽能槽式集熱板的轉(zhuǎn)動提供動力源，使該系統(tǒng)具有很高的光能利用率和傳質(zhì)效率，采用固定式太陽能電池的效率一般在10%左右，而采用自動跟蹤技術(shù)可使太陽能電池效率率達(dá)到20%左右。太陽能發(fā)電所提供的驅(qū)動動力源，使本系統(tǒng)擺脫外接電源的束縛，做到了高效節(jié)能，自給自足。

 將醫(yī)學(xué)診斷和治療以“相輔相成”的方式合二為一，實(shí)現(xiàn)診療一體化（theranostics），成為提高疾病防控的重要手段。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，診療試劑的設(shè)計(jì)和制備是關(guān)鍵。常用的構(gòu)筑方式是將不同功能的分子連接或者混合起來。由于這些組分化學(xué)本質(zhì)的不同，化學(xué)結(jié)構(gòu)往往相差很大，設(shè)計(jì)和合成無疑會耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力，其應(yīng)用條件（如劑量）的兼容性難以得到保證。因此，能否通過簡單的化學(xué)手段，合成結(jié)構(gòu)相似但功能不同的分子，實(shí)現(xiàn)“一體化”與“多功能”的兼容，成為診療試劑設(shè)計(jì)的新思路。 針對這一問題，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院張俊龍課題組進(jìn)行了較為深入的研究。通過配體區(qū)域異構(gòu)，對配體激發(fā)態(tài)到稀土的能量傳遞過程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，在順/反式稀土異構(gòu)體中，分別實(shí)現(xiàn)近紅外光學(xué)成像和光動力治療功能。近期，他們與美國德州大學(xué)奧斯汀分校的Jonathan L. Sessler教授深入討論、交流后，提出“異構(gòu)賦能”的新概念，并在活體中驗(yàn)證了兩個(gè)異構(gòu)體在檢測與治療中的功能裂分。研究成果發(fā)表在Journal of the American Chemical Society（Split and Use: Structural Isomers for Diagnosis and Therapy，Yingying Ning, Yi-Wei Liu, Zi-Shu Yang，Yuhang Yao，Lei Kang，Jonathan L. Sessler*，Jun-Long Zhang*, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 6761-6768）。

兩軸跟蹤是基于天文學(xué)理論編程實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)中使用了PLC，以控制兩個(gè)伺服電機(jī)和相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)使得系統(tǒng)能夠跟蹤太陽的軌跡。從而使系統(tǒng)能夠在一天中，始終以最佳的傾角和方向?qū)?zhǔn)太陽，進(jìn)而最大限度地利用太陽能。  利用逆變器能夠?qū)⒐夥姵禺a(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡M(jìn)而直接輸送到電網(wǎng)上。在白天有日照的情況下，光伏電池會將大部分的能量輸送到電網(wǎng)上，而到了晚上光復(fù)電池裝置會自動與電網(wǎng)斷開。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李曉光團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)沈洋教授課題組在高儲能密度柔性電容器領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究者成功找到了一種可以大幅度提高聚合物基復(fù)合材料擊穿電場強(qiáng)度和介電儲能密度的方法，該方法可推廣至不同的柔性聚合物電介質(zhì)材料，為今后高儲能電容器的設(shè)計(jì)提供了一種可行的方案。該成果在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。

太陽能制冷空調(diào)技術(shù)可使用環(huán)保的自然工質(zhì)，利用清潔、可再生的太陽能驅(qū)動，對節(jié)能降耗具有重要現(xiàn)實(shí)意義。相比吸收式制冷技術(shù)，溶液除濕技術(shù)可利用更低溫區(qū)的太陽能驅(qū)動，有利于廉價(jià)平板集熱器的使用且集熱效率較高，還能夠?qū)崿F(xiàn)熱濕解耦處理。 本技術(shù)集成了溶液除濕和蒸發(fā)冷卻技術(shù)，利用常溫溶液干燥被處理空氣，然后經(jīng)直接蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行降溫加濕，得到空調(diào)用冷風(fēng)；稀溶液則利用太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水進(jìn)行再生。 本技術(shù)可利用太陽能集熱器產(chǎn)生的75℃以下熱水驅(qū)動，送風(fēng)溫度17-20℃，熱性能系數(shù)可達(dá)0.65，已獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和國家發(fā)明專利授權(quán)。

本裝置是一種利用太陽能作為驅(qū)動力、采用環(huán)境友好的LiBr-H2O作為工質(zhì)的小型空調(diào)系統(tǒng)。通過特殊設(shè)計(jì)的溶液提升管，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溶液的自循環(huán)，無需電泵作為動力。運(yùn)行溫度在70至90℃范圍，制冷量在5至10kW范圍。特別適合中小型別墅或辦公樓使用。本裝置主要采用了狹逢通道小溫差強(qiáng)化傳熱專利技術(shù)、激淋式橫管和豎管降膜蒸發(fā)與冷凝技術(shù)以及多效回?zé)帷?qiáng)化冷凝、強(qiáng)化對流等多項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)措施，使裝置具有節(jié)能、穩(wěn)定和運(yùn)行溫度低的特點(diǎn)。只要有太陽能或發(fā)動機(jī)余熱的地方即可使用，能在20～40℃的環(huán)境溫度下、在60～90℃的供熱水溫度范圍內(nèi)正常工作，滿足太陽能集熱器提供熱水的各項(xiàng)技術(shù)要求。在80℃的供熱水溫度下運(yùn)行時(shí)的COP達(dá)到0.6以上。

成果簡介：本裝置是一種利用太陽能作為驅(qū)動力、采用環(huán)境友好的LiBr-H2O作為工質(zhì)的小型空調(diào)系統(tǒng)。通過特殊設(shè)計(jì)的溶液提升管，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溶液的自循環(huán)，無需電泵作為動力。運(yùn)行溫度在70至90℃范圍，制冷量在5至10kW范圍。特別適合中小型別墅或辦公樓使用。本裝置主要采用了狹逢通道小溫差強(qiáng)化傳熱專利技術(shù)、激淋式橫管和豎管降膜蒸發(fā)與冷凝技術(shù)以及多效回?zé)帷?qiáng)化冷凝、強(qiáng)化對流等多項(xiàng)先進(jìn)的強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)措施，使裝置具有節(jié)能、穩(wěn)定和運(yùn)行溫度低的特點(diǎn)。只要有太陽能或發(fā)動機(jī)余熱的地方即可使用，能在20～40℃的環(huán)境溫度下