可扩展的超轻型以木材为灵感的气凝,具有垂直对齐的微米通道,用于高效的太阳能界面海水淡化
Qingyuan Zhang1,2, Yu Chen1, Yating Wang1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|October 18, 2023
概括
研究人员开发了一种灵感来自木材的超轻型气凝,用于高效的太阳能淡化. 这种创新材料快速运输水,并将太阳光转化为热量,实现高蒸发率,用于生产清洁水.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 太阳能驱动的界面海水淡化需要具有快速水运输,高效光热转换和热绝缘的材料.
- 现有材料面临的挑战是同时实现这些特性,以有效地生产太阳能水.
研究的目的:
- 开发一种超轻的,集成的界面蒸发器,用于高效的太阳能驱动水生产.
- 模仿天然木结构,以提高材料在海水淡化中的性能.
主要方法:
- 采用冰模拟合成,制造出具有垂直对齐的微观道的超轻型气凝.
- 气凝具有改进的光热接口,用于高太阳吸收和转换.
- 材料密度,光吸收和水蒸发率的特征.
主要成果:
- 成功制造了一种具有仿生通道的超轻型气凝 (0.06 g/cm3).
- 蒸发器显示宽带光吸收率为92.7%.
- 在3次模拟的太阳辐射下,达到4.55kg m-2h-1的高水蒸发率.
结论:
- 开发的仿生气凝为高效和耐用的太阳能驱动界面海水淡化提供了有前途的解决方案.
- 该材料的独特结构促进了快速的水运输和高效的热局部化,减少了能量损失.
- 这项工作为可扩展的太阳能净水系统提供了先进的混合气凝的见解.
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