2023年9月,博士生朱波等Nano Energy:悬挂蒸发器与盐差发器电耦合实现太阳能海水淡水同时获取盐差能 |
发布人:陈志钢 发布时间:2023-12-30 浏览次数:10 |
2023年9月,博士生朱波的论文“Solar-driven watersteam/brine production and brine-driven electricity generation by photothermal fabric coupled with osmotic membrane”发表在Nano Energy (2023, 117, 108844)。Nano Energy 2022年影响因子为17.6。 太阳能驱动的海水蒸发和发电相结合越来越受到关注,传统的路线是将蒸发器分别与热原电池、热电或光伏模块进行组装,得到蒸发/发电装置。但这些组合相对复杂,在长期地海水蒸发过程中,固体盐会在蒸发器的表面结晶,抑制了海水的蒸发,这限制了其实际的应用。为了解决上述问题,我们制备了一种基于光热织物的悬挂蒸发器,并将其与基于离子渗透膜的盐差发电机相结合,得到一种新型蒸发/发电装置。首先,利用墨水对棉织物进行染色得到棉布-碳织物,棉布-碳织物具有高亲水性和优异的光吸收效率(97.1%)。随后,将棉布-碳织物的两端固定在两个水槽上,织物的中心低于水槽中的水面,使得织物呈现出向下的弧形。在一个太阳的照射下(1 kW m-2 ),悬挂式蒸发器的蒸发率高达1.94 kg m-2 h-1,在蒸发过程中,高浓度盐水(Na+浓度:1.07×105 mg L-1)不断的从织物中心滴落,没有固体盐积累,这使得其能够持续的产生淡水的同时得到高浓度的卤水。同时,利用阳离子交换膜将卤水与原始海水分离,并使用两个Ag/AgCl电极构建盐差发电器。其最高的开路电压~52 mV,最高输出功率密度为~116.52 mW m-2。因此,目前悬挂蒸发器和渗透发生器的集成为在阳光下连续生产水蒸汽和盐水,进而实现盐水驱动发电开辟了一条新的途径。 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108844 |