近日,bat365正版唯一官网罗旭彪教授团队杨佳诚博士联合阿德莱德大学王少彬教授、西澳大学张金强博士等多家科研单位在国际顶级学术期刊《Chem》上发表题为“A CLEAN framework of photothermal evaporation-coupled catalysis”的研究成果。该研究旨在重构太阳能界面蒸发产水逻辑,提出面向光热蒸发-催化耦合的CLEAN框架,为规模化太阳能-水-化学工厂提供理性开发准则,助力技术落地,实现太阳能高效水净化与化学转化,增强全球水与能源安全韧性。
水资源短缺和能源匮乏是21世纪全球最紧迫、且相互依存的两大挑战。目前,全球仍有约44亿人无法获得安全饮用水;与此同时,全球超过80%的一次能源依旧依赖化石燃料。太阳能驱动光热水蒸发技术正重塑清洁水与能源生产格局。然而,现有绝大多数光热蒸发器件主要设计目标只用于产生水蒸气,吸收的太阳能大多以潜热形式耗散,太阳能界面体系蕴含的光化学与催化潜力未能充分挖掘。
鉴于此,我院杨佳诚博士与阿德莱德大学王少彬教授和张金强博士联合在《Chem》发表观点评述。立足打造多功能太阳能-水-化学工厂,重新定义光热界面蒸发的发展逻辑:提出光热蒸发-耦合催化(PECC)概念,将催化功能集成到蒸发界面,同步实现燃料制备、污染物转化、资源回收与废弃物高值化利用,驱动全球水净化与能源化学升级转化。
PECC发展历程及其在水-能源-环境协同发展中的作用
文章系统阐释了太阳能水蒸发与催化协同背后的能量分配原理、以及面向高能效PECC的材料化学准则;随后,基于界面反应路径与PECC应用场景分类,梳理归纳PECC系统集成尚不成体系的光热管理工程原理;最后提出面向PECC能质传递管理与工程化的CLEAN框架,将成本效益(Costeffectiveness)、全生命周期可持续性(Lifecycle sustainability)、新兴系统集成(Emerging system integration)、人工智能辅助设计(AIassisted design)、和近零兼容性(Nearzero compatibility)5个优先事项整合到设计和应用全过程,统筹PECC系统能量分配、材料化学原理与热质管理,打通微观物理化学机理与宏观技术经济可行性之间的鸿沟,加速实用化的太阳能水-能源-化学体系的可持续发展。
面向PECC能质传递管理与工程化的CLEAN框架
我院杨佳诚博士为论文第一作者,bat365唯一官网为论文第一单位,阿德莱德大学王少彬教授、西澳大学张金强博士为通讯作者,该研究充分体现了我院青年教师在国际前沿研究中的学术水平以及开展国际创新研究的能力;后续,我院将集中优势力量,充分整合国际合作渠道,力争为红壤区污染治理与生态修复事业注入人力与财力资源。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2026.103188