海水覆盖了地球约71%的表面积，吸收着近35%的太阳辐射能。作为地球水循环的关键环节，海水蒸发蕴含着巨大的淡水与能量资源。然而，长期以来，如何高效地从海水蒸发中同时获取电力和淡水一直是一个技术难题。这主要是因为两种需求在根本上相互冲突：高效的水-电联产需要蒸发器表面形成薄薄的水膜以促进蒸发电流，而高效的淡水生成则要求快速的体相水输送。传统设计中，薄水膜往往导致蒸发速率降低和盐分积聚，而为了高效产水所需的巨大水通量又会在表面形成厚吸湿水膜，反而阻碍了电荷转移，抑制了发电效率。
针对这一难题，苏州大学江林教授、孙迎辉教授、香港理工大学王钻开教授中国科学院宁波材料技术与工程研究所陈涛研究员合作团队，提出了一种创新的三维模块化架构。该架构通过装饰有纳米通道的模块单元，成功解耦了上述相互冲突的需求，实现了海水中水电联产的高效协同。这种模块化水电联产器（MWEG）在1倍太阳光照下，电流密度达1.58 mA/cm²，功率密度为1.2 W/m²，蒸发速率高达2.69 kg/(m²·h)。在10倍太阳光照下，其功率密度和蒸发速率更是分别提升至4.3 W/m²和27.5 kg/(m²·h)，展现出解决能源和水资源短缺的巨大潜力。相关论文以“Rapid Thin-Film Evaporation with Nanoscale Transport Empowers Efficient Water–Energy Harvesting from Seawater”为题，发表在ACS Nano上。
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