用于太阳能蒸发器的表面高效热利用界面辐射吸收水凝胶膜的工作被Nano Letters录用

发布时间:2021年12月09日

太阳能驱动的界面水蒸发技术近年来受到广泛的关注,被认为是最有希望缓解全球水资源短缺问题的技术之一。在利用太阳能产生蒸汽的过程中,能量主要有四种流通方式(蒸发、热传导、热对流、热辐射),其中仅有蒸发过程是益于清洁水资源获取的。对于其他过程而言,基于热传导的能量损失通常通过降低基体的导热能力或额外引入保温层来进行限制。但是基于热对流和热辐射的能量损失过程却经常被忽略(约7%的能量损失)。因此,对界面水蒸发系统的能量分布调控是十分必要的。

本工作中,我们设计了一种新型的可规模化制备的基于多级多孔结构的辐射吸收水凝胶膜,可直接覆盖于各种现有蒸发器的表面进行热管理。多级多孔的结构有利于提高凝胶的水传输能力(微米孔)以及水合能力(纳米孔);辐射吸收特性可以再利用和吸收发射自光热层的热辐射,提高了能量利用率;直接贴附于现有蒸发器的表面根除了蒸发器表面光热层向空气的热对流现象;基于此,我们获得了高达95.06%的蒸发效率,热辐射和热对流的能量损失由6.6%降低到0.39%。此外,辐射吸收膜还展现出高效的脱盐效果、抗菌活性和抗盐沉积能力,显示出其作为长期稳定的、绿色低成本的太阳能蒸发器的潜力。

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Sen Meng, Xiang-Jun Zha, Can Wu, Xing Zhao, Ming-Bo Yang, Wei Yang*, Interfacial radiation-absorbing hydrogel film for efficient thermal utilization on solar evaporator surfaces, Nano Letters 录用时间:2021127

全文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04066