基于MXene的双模式相变复合材料,用于增强光热利用和优秀的红外隐形
Xinbei Zhu1,2, Jingkai Liu1, Liyue Zhang1
1Key Laboratory of Advanced Marine Materials, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) of the Chinese Academy of Sciences (CAS), Ningbo, 315201, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 9, 2024
概括
这项研究介绍了一种基于MXene的新型气凝复合物,用于太阳能热能储存. 该材料实现了高太阳能吸收和高效的传热,为可持续能源应用提供了有前途的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续能源 可持续能源
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 使用相变材料 (PCM) 的太阳能热收集器对于可持续能源至关重要,但在平衡光热效率,热传输和能量储存密度方面面临挑战.
- 高功能的材料含量往往会损害储能能力.
研究的目的:
- 开发一种新型相变复合材料 (LMXA-MA),具有增强的太阳吸收,快速的热传输和优越的能量存储密度.
- 探索表面工程和结构设计,以优化光热转换和热能保存.
主要方法:
- 制造一种基于MXene的表面工程异型气凝 (LMXA),与米里斯酸 (MA) 集成.
- 激光处理MXene表面以创建层次结构的TiO2 /碳复合材料以吸光.
- 利用气凝的垂直透孔结构,以实现高效的热能传输.
主要成果:
- 该LMXA-MA复合材料实现了高的太阳能吸收 (96.0%) 和光热转换效率 (93.5%).
- 证明了卓越的热能储能能力 (192.4 J·g−1) 和快速的热传输.
- 通过通过材料翻转抑制热辐射损失来进行长期温度控制 (605 s·g−1).
- 展示了红外隐形能力,保持伪装超过240秒.
结论:
- 开发的LMXA-MA复合材料为优化太阳能热能收集和长期存储提供了一个有前景的解决方案.
- 表面工程和结构设计是提高光热效率和热管理的有效策略.
- 该材料的双模式功能和红外隐形特性为先进的能源应用开辟了道路.
