
江蘇先豐納米材料科技有限公司

已認證
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海水淡化是緩解淡水短缺的有效途徑,但傳統(tǒng)技術(shù)如反滲透、多級閃蒸等存在能耗高、成本大、環(huán)境污染等問題。將太陽能界面蒸發(fā)與發(fā)電相結(jié)合,生產(chǎn)淡水和電力是緩解淡水短缺和能源危機的有效途徑。
迄今為止,科研人員致力于探索和開發(fā)各類三維(3D)結(jié)構(gòu)的熱電聯(lián)產(chǎn)蒸發(fā)器,盡管已取得顯著進展,但三維蒸發(fā)器因多孔結(jié)構(gòu)和大面積接觸水體,仍存在熱傳導導致的能量損耗問題。
因此,開發(fā)兼具成本效益與優(yōu)異光熱性能的二維(2D)蒸發(fā)器,以實現(xiàn)高效熱電聯(lián)產(chǎn),已成為當務之急。
近日,期刊Chemical Engineering Journal報道先豐客戶西南民族大學呂滎賓團隊創(chuàng)新性地提出靜置沉積法,制備出兼具高效蒸發(fā)與穩(wěn)定電壓輸出的GO基復合膜。
他們借助鋅離子(Zn2+)插層對羧基化單壁碳納米管(SWCNTs-COOH)和氧化石墨烯(GO)膜實施交聯(lián),加速了復合膜的形成。通過調(diào)控SWCNTs-COOH的含量,對 GO-Zn-CNTx膜的光捕獲效應及層間微納結(jié)構(gòu)予以優(yōu)化,達成光吸收與蒸發(fā)性能的協(xié)同增強。
實驗與模擬結(jié)果表明,GO-Zn-CNT40膜具有優(yōu)異的光學吸收特性和熱管理能力。該膜在一次太陽照射下可快速升溫至52.1℃,實現(xiàn)持續(xù)蒸發(fā)(1.77kg m-2·h-1,效率達92.47%)。此外,GO-Zn-CNT40膜展現(xiàn)出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性,在5%鹽溶液中經(jīng)過10次循環(huán)后,蒸發(fā)速率仍保持在1.50kg m-2·h-1以上。
通過將該光熱膜與熱電模塊(TE)組合構(gòu)建的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)(TCS),可實現(xiàn)太陽能蒸發(fā)發(fā)電與淡水生產(chǎn)。將四個TCS單元串聯(lián)后,成功驅(qū)動小型風扇運轉(zhuǎn)。戶外測試中,系統(tǒng)日產(chǎn)量達4.3L m-2·d-1,同時輸出穩(wěn)定電壓57mV。
這款高性能蒸發(fā)器憑借制備工藝簡單、成本低廉且穩(wěn)定性優(yōu)異,為偏遠農(nóng)村地區(qū)實現(xiàn)太陽能分布式水處理與發(fā)電提供了切實可行的解決方案。
該項工作中使用的氧化石墨烯(產(chǎn)品編號XF002-2)和碳納米管(XFWDSC01)購買自先豐納米。
文章名稱:Simultaneous solar - driven steam and electricity generation by CNT/Zn2? - intercalated graphene oxide membranes
產(chǎn)品推薦
XF002-2
單層氧化石墨烯粉末
片徑:0.5~5 μm
厚度:0.8-1.2 nm
純度:約99%
XFWDSC01
羧基化高純單壁碳納米管水分散液
直徑:1-2 nm
純度:>90%
長度:5-30 um
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