三维光热吸收材料的制备及蒸发性能

太阳能驱动水蒸发是一种新兴的海水淡化技术,被认为是近年来解决淡水资源短缺问题的有效方法。提升太阳能蒸发性能的关键在于液-气界面处的光热多孔材料,而天然生物质多孔材料具备高度发达的互联孔隙,为水运输和蒸汽逸散提供了天然通道。基于此,以生物质衍生的碳化玉米芯作为研究对象,制备了一种高蒸发性能的太阳能蒸发器。结果表明:该蒸发器在润湿条件下对太阳光的吸收率达到95.3%,在1 kW/m^(2)太阳光辐照下水蒸发速率为2.4 kg/(m^(2)·h),蒸发效率为86%,可以有效蒸发和淡化海水。此外,研究了具有梯度高度的三维结构特征对蒸发性能的影响,通过三维结构设计增强了蒸发器的蒸发性能,蒸发速率和效率提升至3.73 kg/(m^(2)·h)和90%,表现了出色的蒸发稳定性和海水淡化能力。

甘蔗生物质炭在界面太阳能海水淡化中的应用

太阳能驱动的界面水蒸发作为环保、高效、可持续的海水淡化技术,在近年来受到广泛关注。快速的水运输、高效的光热转换是实现持续、稳定蒸发的关键。多级孔道的生物质衍生蒸发器在太阳能水蒸发应用中展示出高效、环保、可持续的应用潜力。以废弃的甘蔗节为原料,利用冷冻干燥和高温碳化工艺制备了具有天然多级孔道结构的生物质基蒸发器,并研究了材料的光吸收、水运输和蒸发性能以及不同风速下对流空气对蒸发器的蒸发性能和热损失的改善作用。结果表明:具有发达的多级孔道结构的生物质基蒸发器展示出了高达92.8%的太阳光吸收率。在一倍太阳光强下展示出1.55 kg/(m^(2)·h)的蒸发速率和77.6%的光热转换效率。此外,在风速2 m/s的条件下,蒸发器的蒸发速率展示出了高达2.27 kg/(m^(2)·h)的蒸发速率和91.6%的光热转换效率,显示了对流效应对淡水产出速率的增强和对热损失的抑制作用。