成果简介
太阳能蒸汽发电（SSG）是解决淡水资源短缺的一种很有前途的方法。尽管对光热材料进行了深入的研究，但SSG的性能在实际应用中仍然不能令人满意。此外，实际的太阳轨道是一个半圆弧，导致入射角的连续变化，这在以前的报告中常常被忽略。本文，南京师范大学 狄云松等研究人员在《Energy Technology》期刊发表名为“Solar-Driven Airflow-Enhanced All-Daytime Solar Steam Generation Based on Inverse-Bowl-Shaped Graphene Aerogels”的论文，研究合成了一种反倒碗状石墨烯气凝胶（IBGA）作为SSG的光热组分，该气凝胶可以随着入射角的变化始终保持较高的水蒸发率。此外，在改进的斯特林发动机的基础上引入了太阳能驱动气流，以提高SSG性能。基于IBGA的太阳能驱动气流SSG装置的蒸发率高达2.46 Kg m−2. h−1在太阳照射下。室外实验表明，具有1 m 2 IBGA的SSG装置在晴天可收集 15kg淡水，在实际应用中显示出海水淡化和废水处理的巨大潜力。
图文导读
图1、a) 说明IBGA的制备示意图。b) IBGA 和 CGA 的照片。
图2.a, b) GA 的 SEM 图像。c) GA 的吸收光谱。d) GA 的 XRD。e) 放置在蒲公英上的 GA 的数字图像。f) GA 压缩后厚度变化的循环测试。g) GA 的接触角。
图3、a) 光热测试装置。b) 不同功率密度的垂直模拟太阳光下 IBGA 的温度。c) 真实太阳轨迹下的 IBGA 方案。d) IBGA和CBA在不同入射角1太阳照射下的温度。
图4、a) SSG 测量装置示意图。b）IBGA和CGA在1太阳照射下的SSG性能。c) 入射角相关 SSG 测量的设置。d）IBGA和CGA在不同入射角下的SSG性能。
图5、a) 在太阳照射下，有和没有太阳能驱动气流的 SSG 性能比较。插图：太阳能驱动气流增强 SSG 装置的方案。b) 在不同辐照强度下，有和没有太阳能驱动气流的水蒸发率直方图。
图6、a) SSG 在海水淡化过程中引起的质量变化。插图：海水淡化过程中盐分积累的照片。b) 循环测量的脱盐率。c) SSG 在亚甲基蓝溶液纯化过程中引起的质量变化。（插图：纯化前后的紫外-可见吸收光谱。溶液的数码照片。） d）在甲基橙溶液纯化过程中由 SSG 引起的质量变化。（插图：纯化前后的紫外-可见吸收光谱。溶液的数码照片。） e）在真实太阳辐射下进行的 SSG 实验照片。f) SSG 在真实太阳辐射下引起的质量变化（南京晴天上午 10:00 至下午 15:00）。
文献：https://doi.org/10.1002/ente.202100757
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