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Low infrared emitter from Ti3C2Tx MXene towards highly-efficient electric/solar and passive radiative heating

Journal of Materials Science & Technology 2023年第2期133卷 32-40页

作者： Mingming Shen Jiahao Ni Yanxia Cao Yanyu Yang Wanjie Wang Jianfeng Wang College of Materials Science and Engineering Henan Key Laboratory of Advanced Nylon Materials and ApplicationZhengzhou UniversityZhengzhou 450001China

Realizing all-day and all-weather energy-saving heating is crucial for mitigating the global energy and ecology crisis.Electric/solar heating are two promising heating approaches,yet materials with high elec-trical conductivity,high solar absorptivity,and low infrared emissivity at the same time are rare in na-ture,which are highly anticipated and of great significance for highly efficient electric/solar heating.In this work,we demonstrate that Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene with low IR emissivity(14.5%)fills the gap in the absence of the above materials,exhibiting a remarkable electric/solar heating performance.The saturated heating temperature of Ti_(3)C_(2)T_(x) film reaches a record-high value of 201°C at a low driving voltage of 1.5 V,and reaches 84.3°C under practical solar irradiation(750 W/m^(2))with a high solar to the thermal conversion efficiency of 75.3%,which is far superior to other reported materials.Meanwhile,the low IR emissivity endows Ti_(3)C_(2)T_(x) with a remarkable passive radiative heating capability of 7.0°C,ensuring zero-energy heating without electric/solar energy supply.The intrinsic characteristic of high electrical conductivity,high solar absorptivity,and low IR emissivity makes Ti_(3)C_(2)T_(x) unique existence in nature,which is highly promising for all-day and all-weather energy-saving heating.

关键词： Ti3C2Tx MXene Low infrared emitter thermal radiation emission Electric/solar heating Passive radiative heating

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