自组装的纤维素纳米纤维/石墨烯气凝支持的相变复合材料,具有三维网络结构,用于增强太阳能热能转换和储存
Junchao Ren1, Rui Tan1, Chenglei Huang1
1School of Engineering, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036, China.
Journal of colloid and interface science
|July 11, 2025
概括
研究人员为纤维素纳米纤维 (CNF) 和石墨烯气凝 (GA) 复合材料开发了一种绿色,低成本的方法. 这些新材料增强聚乙烯糖醇 (PEG) 以高稳定性高效地储存太阳能热能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 基于石墨烯的相变材料 (PCM) 在制备复杂性,有毒试剂和高成本方面面临挑战.
- 开发具有成本效益和环保的PCM对于高效的太阳能利用至关重要.
研究的目的:
- 通过热水方法合成纤维素纳米纤维 (CNFs) @石墨烯气凝 (GA).
- 研究CNFs@GA在聚乙烯糖醇 (PEG) 中的结合,以形成新的PEG/CNFs@GA复合物.
- 评估开发的复合材料的热能储存和太阳能热转换特性.
主要方法:
- 对CNFs@GA.的热水合成.
- 用于结构形成的冷干燥.
- 在CNFs@GA矩阵中通过键封装PEG.
主要成果:
- 成功构建了一个3D CNFs@GA网络结构.
- CNFs@GA有效地去除了氧基,并修复了减少的石墨烯氧化物的缺陷.
- PEG/CNFs@GA-4复合材料显示出高储能密度 (167.5 J/g) 和太阳能热效率 (91.03%).
- 观察到非常好的热循环稳定性,在100个循环后仅有3.34%的热损失.
结论:
- 拟议的热水战略为先进的光热PCM提供了一个低成本的绿色合成途径.
- 开发的PEG/CNFs@GA复合材料显示了有效的太阳能储能应用的巨大潜力.
- 可调节的结构和增强的特性为下一代相变材料铺平了道路.
