韩国延世大学《SETA》：受树木蒸腾作用的启发，利用石墨烯和3D碳化木材制备的太阳能蒸汽发生器

成果简介

近年来，太阳能蒸汽发生系统已成为一种很有前途的太阳能技术，可以缓解能源危机并减少水污染。然而，由于太阳辐射能量弱、热损失快和对环境的负面影响，在太阳能蒸汽发生系统用于实际能源利用之前，仍有许多挑战必须克服。受自然树木蒸腾作用的启发，本文，韩国延世大学Jungwoo Oh等研究人员在《Sustain.Energy Technol. Assess》期刊发表名为“Three-dimensional multimodal porous graphene-carbonized wood for highly efficient solar steam generation”的论文，研究报道了一种基于3D碳化木材（亲水）的光热系统，涂覆2D多孔还原氧化石墨烯（疏水性）以促进太阳能蒸汽产生。

具有垂直排列微通道和高亲水性的木材用于有效地泵送水，然后将其扩散到具有足够蒸发表面的二维多孔还原氧化石墨烯层。在木材和还原氧化石墨烯之间形成的独特3D微型储水器通过防止热量传递到水中并减少光反射，最大限度地利用石墨烯层的热能。在1次太阳光照下，蒸发速率和太阳能转换效率分别为1.492 kg⋅m−2⋅h−1和94.7%。此外，我们的太阳能蒸汽蒸发器在20小时后保持了原来的蒸发速率。这项工作为高效太阳能蒸汽发生装置的结构设计提供了新的见解。

图文导读

图1.rGO/C-WOOD的形态和润湿性表征

图2.使用 XRD和拉曼光谱进行材料表征。

图3.RGO/C-WOOD 和 C-WOOD 的 XPS 表征

图4.rGO/C-WOOD的太阳能吸收能力

图5.RGO/C-WOOD 的 SSG

小结

综上所述，本文成功制备了用于SSG的三维多峰多孔rGO/C-WOOD，并显示出具有优异的光热汽化性能。作者提出的木质太阳能蒸汽蒸发器中的微型储层和垂直3D连续微通道结构的综合优势为制造大型SSG系统提供了集成设计。

文献：https://doi.org/10.1016/j.seta.2023.103199