CN112551624A - 太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
公开了太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统及方法，系统中，第一溶液室内设有浸入海水的第一电极，第二溶液室经由阳离子选择性纳米薄膜连接所述第一溶液室，第三溶液室内设有浸入海水的第二电极，第三溶液室经由阴离子选择性纳米薄膜连接所述第二溶液室，可调节遮光板遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜分别处于非对称光照下以产生温度梯度。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化及能源转化利用技术领域，特别是一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统及方法。
背景技术
太阳能作为一种清洁高效的可再生能源在众多领域中都有着极为重要的应用。然而如何充分利用太阳能，提高其利用效率，仍旧是目前解决能源紧张问题的重中之重。太阳能利用方式主要有三种：光热转换、光电转换以及光化学转换。而太阳能光热转换的其中一个很重要的应用就是利用太阳能光热蒸发进而冷凝得到淡水，也是解决淡水不足问题的重要方式。基于此，各种二维、三维光热材料及光热结构的研究层出不穷。也为提高太阳能光热蒸发海水淡化效率做出了重大贡献。但是太阳能光热蒸发过程也不可避免的存在一些问题。如水蒸发后，盐浓度过高可能产生结晶堵塞输水通道影响进一步的蒸发，而且集水时冷凝模块的并行无疑也增大了海水淡化的成本，这些都是制约太阳能应用及海水淡化的重要因素。因此，综合利用各种能源转化形式，探索新型经济高效的太阳能海水淡化方法，成为亟待解决的问题。
背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统及方法，综合利用太阳能光热转化及反电渗析，通过二维光热纳米膜产生温度梯度驱动离子电渗发电的同时实现海水脱盐。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统包括，
第一溶液室，其内设有浸入海水的第一电极；
第二溶液室，其经由阳离子选择性纳米薄膜连接所述第一溶液室，其中，阳离子选择性纳米薄膜设有透光密封层；
第三溶液室，其内设有浸入海水的第二电极，第三溶液室经由阴离子选择性纳米薄膜连接所述第二溶液室，其中，阴离子选择性纳米薄膜设有透光密封层；所述第一电极和第二电极通过采集电流信号的信号采集器连接；
可调节遮光板，其遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜分别处于非对称光照下以产生温度梯度。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述系统包括奇数个溶液室，所述阳离子选择性纳米薄膜和所述阴离子选择性纳米薄膜交替设置在相邻的溶液室之间。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述的阳离子选择性纳米薄膜和/或阴离子选择性纳米薄膜所经由所述温度梯度引起吉布斯自由能差驱动离子定向输运产生离子电流。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述的阳离子选择性纳米薄膜包括与所述第一溶液室和第二溶液室连通的纳米阳离子通道，阴离子选择性纳米薄膜包括与所述第二溶液室和第三溶液室连通的纳米阴离子通道。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述的阳离子选择性纳米薄膜和/或阴离子选择性纳米薄膜包括具有光热效应的二维多层纳米薄膜。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述二维多层纳米薄膜的厚度为5-15um，每层薄膜的厚度不超过10nm，层间距为1-2nm。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述透光密封层采用高度透光的聚二甲基硅氧烷进行密封，密封层厚度为10-100um。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述可调节遮光板采用绝热材料，包括如下任一：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫、玻璃纤维。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统中，所述第一预定部分为阳离子选择性纳米薄膜的零至一半的薄膜面积，第二预定部分为阴离子选择性纳米薄膜的零至一半的薄膜面积。
根据本发明另一方面，一种所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的方法包括以下步骤，
第一步骤，可调节遮光板遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜分别处于非对称光照；
第二步骤，由于光热作用产生温度梯度，引起吉布斯自由能差驱动物质扩散；
第三步骤，第二溶液室内的阳离子和阴离子在吉布斯自由能差的驱动下分别通过阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜向两侧第一溶液室和第三溶液室定向迁移，并产生离子扩散电流；
第四步骤，采集电流信号，直至电流改变方向，收集中间第二溶液室的液体即为脱盐后的溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、能够在无盐差甚至逆浓度梯度下实现离子扩散发电。
2、能够同时脱除海水中的阴、阳盐离子，得到淡化后的净水。
3、本发明系统稳定，操作简单，减少传统海水淡化技术中的冷凝装置，节约成本及空间。
4、将太阳能光热转换与反电渗析技术相结合，为传统的太阳能海水淡化技术的提升及工程应用提供了新思路及解决方案。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是本公开一个实施例提供的一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统结构示意图；
图2是本公开另一个实施例提供的一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的非对称太阳光照下阳离子选择性纳米薄膜中离子流动示意图；
图3是根据本发明一个实施例提供的一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的非对称太阳光照下阴离子选择性纳米薄膜中离子流动示意图；
附图中的标记如下：1-第一电极；2-第二电极；3-第一溶液室；4-第二溶液室；5-第三溶液室；6-可调节遮光板；7-透光密封层；8-阳离子选择性纳米薄膜；9-阴离子选择性纳米薄膜；10-信号采集器。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图1至附图3更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，如图1所示，一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其包括，
第一溶液室3，其内设有浸入海水的第一电极1；
第二溶液室4，其经由阳离子选择性纳米薄膜8连接所述第一溶液室3，其中，阳离子选择性纳米薄膜8设有透光密封层7；
第三溶液室5，其内设有浸入海水的第二电极2，第三溶液室5经由阴离子选择性纳米薄膜9连接所述第二溶液室4，其中，阴离子选择性纳米薄膜9设有透光密封层7，所述第一电极1和第二电极2通过采集电流信号的信号采集器10连接；
可调节遮光板6，其遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜8形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜9形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜8和阴离子选择性纳米薄膜9分别处于非对称光照下以产生温度梯度。
本发明的可调遮光板通过改变光照中心距离膜中心的距离(非对称光照位置)，或者光斑的大小，通过改变光照方向，如膜的左侧光照或者右侧光照可以改变温度梯度分布及温差大小，进而改变电流的大小及方向。当光照射于膜中心即对称光照时，将不产生电流。例如调节板可控地调节温度梯度。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述系统包括奇数个溶液室，所述阳离子选择性纳米薄膜8和所述阴离子选择性纳米薄膜9交替设置在相邻的溶液室之间。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述的阳离子选择性纳米薄膜8和/或阴离子选择性纳米薄膜9所经由所述温度梯度引起吉布斯自由能差驱动离子定向输运产生离子电流。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述的阳离子选择性纳米薄膜8包括与所述第一溶液室3和第二溶液室4连通的纳米阳离子通道，阴离子选择性纳米薄膜9包括与所述第二溶液室4和第三溶液室5连通的纳米阴离子通道。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述的阳离子选择性纳米薄膜8和/或阴离子选择性纳米薄膜9包括具有光热效应的二维多层纳米薄膜。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，为了减小纳米膜阻，提高离子传导性能，所述二维多层纳米薄膜的厚度为5-15um，每层薄膜的厚度不超过10nm，为了提高纳米通道的离子选择性能，层间距为1-2nm。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述透光密封层7采用高度透光的聚二甲基硅氧烷进行密封，为了保证其光学性能，减少光学损失，密封层厚度为10-100um。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述可调节遮光板6采用绝热材料，包括如下任一：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫、玻璃纤维。
所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的优选实施例中，所述第一预定部分为阳离子选择性纳米薄膜8的零至一半的薄膜面积，第二预定部分为阴离子选择性纳米薄膜9的零至一半的薄膜面积。
在一个实施例中，第一预定部分等于第二预定部分。
在一个实施例中，所述信号采集器10为数据采集器。
为了进一步理解本发明，在一个实施例中，脱盐及离子电渗发电系统包括三室电解池，分别位于三室电解池两侧第一溶液室3和第三溶液室5中的第一电极1和第二电极2，透光密封层7，可调节遮光板6，阳离子选择性纳米薄膜8和阴离子选择性纳米薄膜9；所述阳离子选择性纳米薄膜8和所述阴离子选择性纳米薄膜9交替设置在相邻的电解池溶液室之间；所述阳离子选择性纳米薄膜8和所述阴离子选择性纳米薄膜9采用透光密封层7密封；
所述可调节遮光板6，用于对所述阳离子选择性纳米薄膜8和所述阴离子选择性纳米薄膜9的一部分进行遮挡，使得阳光对所述阳离子选择性纳米薄膜8和所述阴离子选择性纳米薄膜9的另一部分进行照射。使纳米薄膜处于非对称光照下。
本实施例通过太阳能的光热转换，产生吉布斯自由能差，驱动离子定向输运，能够在无盐差甚至逆浓度梯度下实现离子扩散发电。通过阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜的共同作用，能够同时脱除海水中的阴、阳盐离子，得到淡化后的净水。且本发明系统稳定，操作简单，减少了传统海水淡化技术中的冷凝装置，节约成本及空间。将太阳能光热转换与反电渗析技术相结合，为传统的太阳能海水淡化技术的提升及工程应用提供了新思路及解决方案。
另一个实施例中，所述阳离子选择性纳米薄膜和所述阴离子选择性纳米薄膜通过非对称光照产生温度梯度，所述温度梯度引起吉布斯自由能差驱动离子定向输运产生离子电流。
本实施例中，如图1所示，三室电解池三个溶液室中为等体积的海水，调节遮光板6对阳离子选择性纳米薄膜8的右侧和阴离子选择性纳米薄膜9的左侧部分同时进行遮挡，对阳离子选择性纳米薄膜8和阴离子选择性纳米薄膜9的另一部分进行光照，使其暴露在非对称光辐射下。阳离子选择性纳米薄膜8和阴离子选择性纳米薄膜9吸收光能并将其转化为热能，在纳米薄膜表面产生温度梯度。光照区吉布斯自由能随温度升高而降低，而非光辐射区的吉布斯自由能保持不变，在吉布斯自由能差的驱动下，离子以与温度梯度相同的方向定向输运。第二溶液室4中的阳离子通过阳离子选择性纳米薄膜8向第一溶液室3定向移动，产生离子电流Ic，第二溶液室4中的阴离子通过阴离子选择性纳米薄膜9向第三溶液室5定向移动，同时产生离子电流Ia。由于两离子电流方向相同，因此，系统将产生I1＝Ic+Ia的跨膜离子电流。随着第二溶液室4中的盐离子向第一溶液室3和第三溶液室5迁移，第二溶液室4中盐溶液浓度降低。第一溶液室3和第三溶液室5与第二溶液室4存在盐差，驱动离子反向迁移，并产生由盐差引起的反向离子扩散电流I2。当温差产生的驱动力大于盐差产生的驱动力时，系统的净电流为I0＝I1-I2。第二溶液室4中的盐离子继续向两侧溶液室迁移。直至温差产生的驱动力小于盐差产生的驱动力，电流反向，此时，收集第二溶液室4中的液体即为脱盐后的溶液。
另一个实施例中，所述阳离子选择性纳米薄膜和所述阴离子选择性纳米薄膜为具有良好光热效应的二维多层纳米薄膜。如MXene膜。
另一个实施例中，所述二维多层纳米薄膜的厚度为5-15um，每层薄膜的厚度不超过10nm，层间距为1-2nm。
本实施例中，为了保证纳米薄膜的光热性能并提高阳离子或阴离子的传输性能，纳米薄膜为光热性能良好的二维多层MXene纳米膜，纳米薄膜的总厚度为5-15um，每层薄膜的厚度不超过10nm，层间距为1-2nm。
另一个实施例中，所述阳离子选择性纳米薄膜和所述阴离子选择性纳米薄膜包括与所述相邻溶液室连通的纳米离子通道。
本实施例中，如图2所示，阳离子选择性纳米薄膜中的离子通道形成了带负电荷的表层，当离子通道减小到1-2nm时，上下表层的双电层重叠，依照静电理论，通道内仅能通过阳离子。因此，左侧非对称太阳光照下，纳米膜表面吸收光能并将其转化为热能，在膜表面产生温度梯度，光照区与非光辐射区产生吉布斯自由能差驱动阳离子由低温侧向高温侧定向迁移。右侧溶液室中的阳离子通过阳离子选择性纳米薄膜向左侧溶液室迁移，右侧溶液室中阳盐离子浓度降低的同时产生离子电流，将光能转化为电能。
另外，如图3所示，阴离子选择性纳米薄膜中的离子通道形成了带正电荷的表层，当离子通道减小到1-2nm时，上下表层的双电层重叠，依照静电理论，通道内仅能通过阴离子。因此，右侧非对称太阳光照下，纳米膜表面吸收光能并将其转化为热能，在膜表面产生温度梯度，光照区与非光辐射区产生吉布斯自由能差驱动阴离子由低温侧向高温侧定向迁移。左侧溶液室中的阴离子通过阴离子选择性纳米薄膜向右侧溶液室迁移，左侧溶液室中阴盐离子浓度降低的同时产生离子电流，将光能转化为电能。
另一个实施例中，所述离子通道的长度可以不超过3cm。
本实施例中，为了降低膜阻，保持阳离子或阴离子的传输性能，离子通道的长度不超过3cm。
另一个实施例中，所述透光密封层采用高度透光的聚二甲基硅氧烷进行密封，密封层厚度为10-100um。
本实施例中，为了防止纳米膜表面及纳米膜与电解池溶液室连接处液体渗漏，采用聚二甲基硅氧烷对纳米薄膜进行密封，为了提高太阳能利用率并保证其透光性能，密封层厚度为10-100um。
另一个实施例中，所述遮光板采用绝热材料，包括如下任一：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫、玻璃纤维。所述遮光板用于对纳米薄膜的受光面积进行调节。可调节范围为1/2倍纳米膜长至1倍纳米膜长度。
另一个实施例中，所述系统还包括信号采集装置，所述信号采集装置包括第一电极1、第二电极2和信号采集器10，所述第一电极1、第二电极2与所述信号采集器10相连，用于采集所述系统的电流信号，并根据所述电流信号对淡化后的液体进行收集。
本实施例中，第一电极和第二电极分别设置于三室电解池两侧的第一溶液室和第三溶液室内，当纳米薄膜中的离子在温度梯度驱动下定向迁移时，信号采集器通过第一电极和第二电极采集系统电流信号并控制淡化后液体的收集，通过调节遮光板的长度，改变纳米膜的受光面积亦可调节采集的电流信号的大小。为了保持盐液的电中性，第一电极和第二电极表面发生电化学氧化还原反应，且产生的电子会通过外部的负载电路转移。
一种所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的方法包括以下步骤，
第一步骤，可调节遮光板6遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜8形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜9形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜8和阴离子选择性纳米薄膜9分别处于非对称光照；
第二步骤，由于光热作用产生温度梯度，引起吉布斯自由能差驱动物质扩散；
第三步骤，第二溶液室4内的阳离子和阴离子在吉布斯自由能差的驱动下分别通过阳离子选择性纳米薄膜8和阴离子选择性纳米薄膜9向两侧第一溶液室3和第单溶液室5定向迁移，并产生离子扩散电流；
第四步骤，采集电流信号，直至电流改变方向，收集中间第二溶液室4的液体即为脱盐后的溶液。
在一个优选实施方式中，方法包括如下步骤：
S100：调节遮光板对所述阳离子选择性纳米薄膜的右侧和阴离子选择性纳米薄膜的左侧部分同时进行遮挡，对所述阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜的另一部分进行光照；
S200：所述阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜的受光照部分由于光热作用产生温度梯度，引起吉布斯自由能差驱动物质扩散；
S300：中间第二溶液室内的阳离子和阴离子在吉布斯自由能差的驱动下分别通过阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜向两侧第一溶液室和第三溶液室定向迁移，并产生离子扩散电流；
S400：采集系统电流信号，直至系统电流改变方向，此时，收集中间第二溶液室的液体即为脱盐后的溶液。
工业实用性
本发明所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统及方法可以海水淡化领域制造并使用。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (10)
1.一种太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其包括，
第一溶液室，其内设有浸入海水的第一电极；
第二溶液室，其经由阳离子选择性纳米薄膜连接所述第一溶液室，其中，阳离子选择性纳米薄膜设有透光密封层；
第三溶液室，其内设有浸入海水的第二电极，第三溶液室经由阴离子选择性纳米薄膜连接所述第二溶液室，其中，阴离子选择性纳米薄膜设有透光密封层，所述第一电极和第二电极通过采集电流信号的信号采集器连接；
可调节遮光板，其遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜分别处于非对称光照下以产生温度梯度。
2.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，优选的，所述系统包括奇数个溶液室，所述阳离子选择性纳米薄膜和所述阴离子选择性纳米薄膜交替设置在相邻的溶液室之间。
3.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，所述的阳离子选择性纳米薄膜和/或阴离子选择性纳米薄膜所经由所述温度梯度引起吉布斯自由能差驱动离子定向输运产生离子电流。
4.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，所述的阳离子选择性纳米薄膜包括与所述第一溶液室和第二溶液室连通的纳米阳离子通道，阴离子选择性纳米薄膜包括与所述第二溶液室和第三溶液室连通的纳米阴离子通道。
5.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，所述的阳离子选择性纳米薄膜和/或阴离子选择性纳米薄膜包括具有光热效应的二维多层纳米薄膜。
6.如权利要求5所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，为了减小纳米膜阻，提高离子传导性能，所述二维多层纳米薄膜的厚度为5-15um，每层薄膜的厚度不超过10nm，为了提高纳米通道的离子选择性能，层间距为1-2nm。
7.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，所述透光密封层采用高度透光的聚二甲基硅氧烷进行密封，为了保证其光学性能，减少光学损失，密封层厚度为10-100um。
8.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，所述可调节遮光板采用绝热材料，包括如下任一：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫、玻璃纤维。
9.如权利要求1所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统，其中，所述第一预定部分为阳离子选择性纳米薄膜的零至一半的薄膜面积，第二预定部分为阴离子选择性纳米薄膜的零至一半的薄膜面积。
10.一种权利要求1-9中任一项所述的太阳能光热驱动海水脱盐及离子电渗发电系统的方法，其包括以下步骤，
第一步骤，可调节遮光板遮挡所述阳离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第一预定部分和遮挡阴离子选择性纳米薄膜形成阳光照射的第二预定部分，使得阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜分别处于非对称光照；
第二步骤，由于光热作用产生温度梯度，引起吉布斯自由能差驱动物质扩散；
第三步骤，第二溶液室内的阳离子和阴离子在吉布斯自由能差的驱动下分别通过阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜向两侧第一溶液室和第三溶液室定向迁移，并产生离子扩散电流；
第四步骤，采集电流信号，直至电流改变方向，收集中间第二溶液室的液体即为脱盐后的溶液。
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