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东华大学《RRL Solar》:西瓜果肉衍生碳气凝胶,用于界面太阳能蒸汽发电
/ 时间:2022-04-28 22:11:21

材料分析与应用4月28日讯:西瓜果肉衍生碳气凝胶,用于界面太阳能蒸汽发电

1、成果简介

太阳能界面蒸汽发生作为一种可持续的海水淡化技术正在兴起,但其实际应用受到材料成本高和蒸发率低的阻碍。为了解决这些问题,本文,东华大学陈志钢教授、张丽莎教授等研究人员在《RRL Solar》期刊发表名为“Watermelon flesh-derived carbon aerogel with hierarchical porous structure for interfacial solar steam generation ”的论文,研究通过西瓜果肉的水热-碳化/冷冻干燥/碳化处理制备了具有分级孔隙的三维碳气凝胶(CA)。CA由卷曲碳薄片(厚度:约2μm)和大孔(尺寸:200-400μm)组成,源自植物细胞的碳化。特别是,大量约200nm的纳米粒子位于这些薄片上,伴随着尺寸为200-400 nm的纳米孔的形成。这些分层的宏观/纳米孔可以充当“光阱”,赋予250-2500nm范围内的广泛光吸收,太阳能吸收效率达93%,光热转化率高。

此外,1m^2的成本CA蒸发器低于16.43美元,低于或与其他蒸发器相当。然后,将CA插入环状聚苯乙烯泡沫中,构建出一个可以漂浮在海水上的三维蒸发器。气凝胶的层次结构和亲水性促进了强大的多孔结构的作用力,从而有效地输送海水。CA的低导热率有效地抑制了散装水的热量损失。在模拟太阳光(1kWm-2)的照射下,蒸发器的蒸发率高达2.32kgm-2h-1和长期稳定。因此,CA作为太阳能海水淡化的有效光热材料,也为开发其他生物质衍生蒸发器提供了一些见解。

2、图文导读

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图1、CA制备示意图

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图2、材料表征