高透明,耐温度和灵活的聚胺气凝用于太阳能收集
Jiancheng Sun1, Shijin Zhuo2, Rubing Zhang1,3
1Institute of Engineering Mechanics, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 1, 2023
概括
新的聚胺气凝提供了高透明度和绝热,以实现有效的太阳能热能转换. 这些先进的材料具有出色的机械性能和光学性能,为下一代太阳能集热器铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 气凝材料对太阳能热能转换具有前景,因为其低导热率和高透明度.
- 现有的气凝往往由于光学透明度差和机械强度不足而受到影响,限制了它们的应用.
- 开发具有改进性能的先进气凝对于高效的太阳能采集至关重要.
研究的目的:
- 创建多用途的聚胺 (PI) 气凝材料,具有增强的隔热和光学透明度.
- 研究这些PI气凝在太阳能热能转换装置中的潜力.
- 通过结构修改,优化PI气凝太阳能集热器的性能.
主要方法:
- 通过调整单体组成并加入1,3,5-二三化物来合成聚胺 (PI) 气凝.
- 描述了准备好的气凝的光学传导率,机械强度,导热率,密度和多孔性.
- 制造和测试PI气凝太阳能集热器 (PIASC) 在不同的配置 (平板与圆柱形环).
主要成果:
- 在广泛的波长范围 (500-2650 nm) 上,PI气凝表现出高强度 (>3 MPa) 和优异的传导率 (>90%).
- 该PI气凝太阳能集热器显示了低导热率 (0.032W/mK),低密度 (0.1g/cm3) 和高孔度 (90%).
- 一个圆柱形环PIASC实现了236.8°C的最大热收集温度,与平板设计相比,显著提高了效率和容量.
结论:
- 定制的聚胺气凝提供了高透明度,优异的绝热和强大的机械性能的独特组合.
- 开发的PI气凝太阳能集热器具有高效率,适用于先进的太阳能热能应用.
- 这些灵活透明的PI气凝是下一代光学元件和太阳能集热器的有希望的候选者.
