还原氧化石墨烯气凝胶用于光热转换

太阳能作为一种非常重要的可再生能源,其高效的转换与利用一直研究热点与前沿领域。将太阳能转换为广泛使用的热能,是太阳能利用的重要途径之一。其中光-热(蒸汽)的转换在海水淡化、污水处理、分馏、灭菌等领域具有广阔的应用前景。然而传统的光热转换效率较低,因此设计制备高效率、低成本的光热转换材料并研究其光热转换特性具有重要的科学意义和研究价值。

南京大学现代工程与应用科学学院的朱嘉教授团队通过光学、热学联合调控和巧妙的供水结构设计,基于对氧化石墨烯组装体的微纳结构调控,实现了无聚光条件下高达83%的光热(蒸汽)转换效率。相关论文发表在Advanced Materials上(Advanced Materials,2017,29,1604031)。现代工程与应用科学学院助理研究员胡晓珍为论文的第一作者,朱嘉教授为论文的通讯作者,工作还得到了南京大学祝世宁院士的指导和支持。

还原氧化石墨烯气凝胶用于光热转换

这一研究工作推动了便携、高效、低成本太阳能光热技术的发展,也为气凝胶的应用提供了新思路。

朱嘉教授团队近年来基于微纳结构高效光热转换的研究,取得一系列进展。之前通过光学设计,实现了最黑的等离激元吸收体(Science Advances,2016,2,e1501227),并制备出第一个基于等离激元增强效应的海水淡化器件(Nature Photonics,2016,10,393-398),还将氧化石墨烯的二维组装体用于太阳能海水淡化(PNAS,2016,113,13953–13958),已引起学界、产业界的广泛关注。这一系列技术成果得到了国家重点基础研究计划(973),国家自然科学基金委群体及面上项目,中央高校基本科研业务费专项基金,江苏省自然科学基金项目,江苏省优势学科等项目的支持。

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