太陽エネルギー駆動インターフェース蒸発技術において、インターフェース蒸発体は製造コストおよび長期的な蒸発の安定性に大きな課題に直面しています。本研究では、高効率で低コストかつ長期的に安定して運用可能なインターフェース蒸発体の製造を目的とし、持続可能な水浄化技術の実用化を促進し、世界的な淡水資源不足の問題を緩和します。まず、フォームアルミニウム基インターフェース蒸発体のピコ秒レーザー加工について検討し、単一パルスエネルギー、スキャン速度、スキャン間隔、繰り返し加工回数などの加工パラメータがフォームアルミニウム界面蒸発体の表面形態および元素に与える影響を研究しました。次に、異なるパラメータ下での蒸発体の海水淡水化効果を比較し、最適な加工パラメータを特定しました。最後に、屋外海水淡水化実験によりその性能を検証しました。最適パラメータは、スキャン間隔30 μm、単一パルスエネルギー380 μJ、スキャン速度100 mm/s、繰り返し加工1回でした。光強度1 kW/m²で蒸発速度は5.52 kg/(m²·h)に達し、実環境下での8時間の産水量は5.37 kg/m²でした。15 wt%の高濃度塩水でも蒸発速度は4.03 kg/(m²·h)を維持しました。淡水化後の水中のK⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、B³⁺、Na⁺イオン濃度は大幅に低下し、世界保健機関の飲料水基準を満たしました。本研究はピコ秒レーザー加工によるフォームアルミニウム基インターフェース蒸発体の最適パラメータを導出し、作製した蒸発体は優れた耐塩性能と長期的な安定稼働の可能性を有し、インターフェース蒸発体の製造に新たな知見を提供し、持続可能な水浄化技術の実用化を促進します。

太陽光駆動インターフェース蒸発技術;インターフェース蒸発体;ピコ秒レーザー;産水量;耐塩性