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3D蜂窝状织物(MXene)编织成太阳能蒸发器
材料人客服小谭     2021-12-27 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
海水淡化
关键性能:
蒸发器具有高达93.5%的太阳能效率和1.62 kg m-2 h-1的蒸发率
产品介绍:

如今,人口增长与淡水短缺之间的冲突已成为二十一世纪最具挑战性的问题之一。据估计,到2025年,生活在缺水地区的人数可能会增加到39亿。因此,开发淡水资源的有效方法成为重要的研究课题。太阳能作为可用的最大的可再生和可持续能源,在海水淡化、废水净化和大规模发电方面具有多种应用,这些应用是通过太阳能热技术通过界面蒸汽蒸发来驱动的。广谱太阳辐射的有效吸收和良好的热管理可以显着提高太阳能驱动的界面蒸发系统的效率,为解决淡水资源短缺问题提供了一种有前景的手段。太阳能蒸汽发电技术已成为海水淡化、废水净化等的一种有前途的方法。然而,在蒸发器中同时实现卓越的光吸收、热管理和盐收集仍然具有挑战性。青岛大学张宪胜副教授等受大自然的启发,采用亲水性Ti3C2Tx装饰的3D蜂窝状织物(MXene)创新设计并成功编织成太阳能蒸发器。具有周期性凹阵列的蜂窝结构通过多重散射和全向光吸收,与MXene的光吸收协同配合,创造了最大程度的光捕获。通过与一维水路相连的隔热屏障以及有效回收对流和辐射热损失的凹形结构,构建局部光热发电,从而获得最小的热损失。蒸发器具有高达93.5%的太阳能效率和1.62 kg m-2 h-1的蒸发率在一次阳光照射下。此外,在中心的一维水路的辅助下,在蒸发器中输送的盐溶液会产生从中心到边缘的径向浓度梯度,使盐即使在21%的盐水中也能在边缘结晶,从而实现完全分离水/溶质和高效的盐分收集。该研究为高性能太阳能蒸汽发生器的规模化制造提供了途径。研究成果以"Nature Inspired MXene‑Decorated 3D Honeycomb‑Fabric Architectures Toward Efcient Water Desalination and Salt Harvesting"为题发表于Nano-Micro Lett.


产品附件:
产品来源:
DOI: 10.1007/s40820-021-00748-7
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