基于碳纳米管-聚乙烯醇水凝胶的太阳能驱动界面水蒸发性能研究

作     者：晏哲 牛晓娟 李浩然 洪文鹏 李艳 李博宇 Yan Zhe;Niu Xiaojuan;Li Haoran;Hong Wenpeng;Li Yan;Li Boyu

作者机构：东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012 

出 版 物：《东北电力大学学报》 (Journal of Northeast Electric Power University)

年 卷 期：2021年第41卷第6期

页      面：17-24页

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：吉林省教育厅“十三五”科学技术研究规划项目(JJKH20200106KJ) 吉林省科技厅优秀青年人才基金项目(20190103064JH) 

主　　题：光热转换 CNT-PVA水凝胶 界面水蒸发 蒸发速率 

摘      要：太阳能驱动界面水蒸发是解决偏远干旱地区淡水资源短缺问题的重要技术,由于制备成本、制造工艺、蒸发性能等因素的限制,目前该技术仍难以推广应用.本文采用碳纳米管-聚乙烯醇(CNT-PVA)为太阳能吸收器,在1倍标准太阳强度(1 kW·m^(-2))下实现了1.43 kg·m^(-2)·h^(-1)的蒸发速率和92.4%的光热蒸发效率.由于CNT-PVA水凝胶对太阳能光谱良好的吸收性能和较低的散热损失,稳态蒸发阶段其表面温度达到40℃,高于本体水域温度,证实了CNT-PVA水凝胶的局域加热能力.同时,水凝胶丰富的内部孔隙可为蒸发前缘持续不断地输运水分,并为产生的蒸汽提供逃逸通道.良好的蒸发性能、较低的制备成本、简单的制造工艺等优势使得CNT-PVA水凝胶在太阳能驱动界面水蒸发技术的应用中展现出较大潜力.