還原氧化石墨烯氣凝膠用於光熱轉換

太陽能作為一種非常重要的可再生能源,其高效的轉換與利用一直研究熱點與前沿領域。將太陽能轉換為廣泛使用的熱能,是太陽能利用的重要途徑之一。其中光-熱(蒸汽)的轉換在海水淡化、污水處理、分餾、滅菌等領域具有廣闊的應用前景。然而傳統的光熱轉換效率較低,因此設計制備高效率、低成本的光熱轉換材料並研究其光熱轉換特性具有重要的科學意義和研究價值。

南京大學現代工程與應用科學學院的朱嘉教授團隊通過光學、熱學聯合調控和巧妙的供水結構設計,基於對氧化石墨烯組裝體的微納結構調控,實現瞭無聚光條件下高達83%的光熱(蒸汽)轉換效率。相關論文發表在Advanced Materials上(Advanced Materials,2017,29,1604031)。現代工程與應用科學學院助理研究員胡曉珍為論文的第一作者,朱嘉教授為論文的通訊作者,工作還得到瞭南京大學祝世寧院士的指導和支持。

還原氧化石墨烯氣凝膠用於光熱轉換

這一研究工作推動瞭便攜、高效、低成本太陽能光熱技術的發展,也為氣凝膠的應用提供瞭新思路。

朱嘉教授團隊近年來基於微納結構高效光熱轉換的研究,取得一系列進展。之前通過光學設計,實現瞭最黑的等離激元吸收體(Science Advances,2016,2,e1501227),並制備出第一個基於等離激元增強效應的海水淡化器件(Nature Photonics,2016,10,393-398),還將氧化石墨烯的二維組裝體用於太陽能海水淡化(PNAS,2016,113,13953–13958),已引起學界、產業界的廣泛關註。這一系列技術成果得到瞭國傢重點基礎研究計劃(973),國傢自然科學基金委群體及面上項目,中央高校基本科研業務費專項基金,江蘇省自然科學基金項目,江蘇省優勢學科等項目的支持。

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