武汉理工《JMCA》：3D石墨烯/银纳米线气凝胶封装相变材料，具有优异的太阳能-热能转换能力

成果简介

相变材料 (PCM) 的规模化应用受到其固液泄漏、低导热率和较差的太阳能热转换能力的阻碍。本文， 武汉理工大学Shaokun Song等研究人员《J. Mater. Chem. A》期刊发表名为“3D graphene/silver nanowire aerogel encapsulated phase change material with significantly enhanced thermal conductivity and excellent solar-thermal energy conversion capacity”的论文，研究通过将高纵横比的银纳米线 (AgNWs) 引入还原氧化石墨烯气凝胶 (rGA)，报道了一种新型还原氧化石墨烯气凝胶 (rGAA) 封装的PCM。

AgNWs穿过气凝胶的孔隙并显著提高月桂酸 (LA) PCM 的导热性。得到的LA@rGA和LA@rGAA-2的超高潜热分别为185.8Jg-1和176.5Jg-1，分别是纯LA的95.4%和90.9%。与潜热容量降低 4.5%的代价相比，热导率从LA@rGA的0.435Wm-1 K -1增加至 LA@rGAA-2的0.856Wm-1K-1，分别是纯LA的1.63和3.21倍。LA@rGAA-2在加热过程中从周围吸收大量潜热，在冷却过程中迅速将热量散发到环境中，从而有效地保持温度稳定。

此外，新型LA@rGAA可以实现高效的太阳能热转换。LA@rGA 和 LA@rGAA 均显示出超高的太阳光吸收能力，在 UV-Vis-NIR 区域的平均值超过 90%，而太阳能热转换效率从LA@rGA的70.21% 提高到LA@rGAA-2的94.54%。太阳能热转换效率的显著提高归因于rGO和AgNW成功构建了3D导热网络。因此，LA@rGAA在废热回收、电子智能热管理材料和太阳能利用等领域具有巨大潜力。

图文导读

图1、 (a) CPCMs形成过程的示意图。（b/c）CPCM的太阳热转换过程。

图2、 (a) GO 和 (i) AgNW 的 TEM 图像。（b）EDA，（c）PVA，（d）AA减少的rGA的SEM图像；rGA 在 (e) 90 °C、(f) 120 °C 和 (g) 150 °C 时被 AA 还原。(h) AgNW (j) rGAA-2、(k) LA@rGA 和 (l) LA@rGAA-2 的 SEM 图像。

图3、 (a) AgNW 的紫外-可见光谱；(b) 石墨、GO 和 rGA 的拉曼光谱；(c) rGA、AgNW、rGAA-2、LA、LA@rGA和LA@rGAA-2的XRD谱图；(d) GO、rGA、LA、LA@rGA 和 LA@rGAA-2 的 FTIR 光谱。

图4、 (a) LA、LA@rGA 和 LA@rGAA-1、LA@rGAA-2、LA@rGAA-3 的热导率。(b) 以前工作中与 CPCM 的热性能比较。

图5、 (a) LA@rGAA-2的温度-时间曲线和(b) (a)的第二循环放大图；(c) LA@rGAA-2 在50个热循环后的DSC曲线和 (d) LA@rGAA-2 在 50 个热循环后的熔化和结晶潜热。

图6、 (a) LA、LA@rGA 和 LA@rGAA在 1400 W m -2 光照射期间和之后的太阳辐照度和吸光度、(c) 红外图像和 (d 和 e) 温度-时间曲线。(b) 太阳能-热能转换系统。

文献：https://doi.org/10.1039/D1TA10037H