Évaporation solaire hautement efficace et rejetant le sel via une couche d'eau confinée sans mèche

Les récents progrès dans l'évaporation solaire thermiquement localisée offrent de grandes promesses pour la génération de vapeur, la désalinisation de l'eau de mer, le traitement des eaux usées et la stérilisation médicale. Cependant, l'accumulation de sel est l'un des principaux goulots d'étranglement pour une adoption fiable. Ici, nous démontrons une évaporation solaire hautement efficace (>80 % d'efficacité de conversion solaire en vapeur) et rejetant le sel (20 % en poids de salinité) en ingénierie du flux fluidique dans une couche d'eau confinée sans mèche. Grâce à la modélisation mécaniste et à la caractérisation expérimentale du transport de sel, nous montrons que la convection naturelle peut être déclenchée dans l'eau confinée. Plus remarquablement, il existe un régime permettant une localisation thermique simultanée et un rejet de sel, c'est-à-dire que la convection naturelle accélère significativement le rejet de sel tout en induisant une perte de chaleur négligeable. De plus, nous montrons la large applicabilité en intégrant cette couche d'eau confinée avec un évaporateur solaire sans contact récemment développé et rapportons une efficacité améliorée. Ce travail élucide les fondamentaux du transport de sel et offre une stratégie à faible coût pour une évaporation solaire haute performance.