基于碳复合材料光热转换太阳能蒸汽海水淡化实验研究
发布时间：2021-06-12 00:13
随着人类社会的发展和淡水对日常生活的需求不断增加,淡水短缺已成为人类社会面临的最关键问题之一。太阳能界面蒸发作为一种新兴的水处理技术,不仅可以为缺水地区生产淡水,还可以高效的利用太阳能而不会破坏环境,近年来太阳能界面蒸发技术已受到学者们的广泛青睐。尽管在提高蒸发性能方面取得了巨大的进步,但是太阳能界面蒸发系统的大规模应用仍然受到材料制备工艺的复杂性和高成本的限制。因此迫切需要开发一种低成本、易于加工、且具有高效的光学吸收性能、足够的供水能力和高蒸发效率的太阳能界面蒸发系统。本文首先设计了一种用于太阳能界面蒸发的新型青砖-石墨烯3D倒圆锥结构。青砖具有独特热量管理和光吸收性能,通过在青砖上涂抹石墨烯制备了青砖-石墨烯新型蒸发器。研究发现青砖-石墨烯蒸发器具有导热系数低,供水能力强,光吸收性能高的特点;通过对不同浓度石墨烯层的测试结果得出9.6mg/m L石墨烯浓度的光热转换层是最合适的高效光吸收器。3D倒圆锥型蒸发器的光吸收效率达到97.3%。同时,3D倒圆锥蒸发器的设计减小了光吸收器与水之间的接触面积,有效地防止了热量的损失,并且光吸收层的温度进一步提高,蒸汽性能得以提升。结果证明新型...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能蒸汽装置图：(a)装置实物图，(b)装置原理图，(c)光吸收体实物图
第一章绪论5转化机理进行进一步的探索。在光热转换效率、降低散体热损失、提高材料在高温下的可靠性和稳定性等方面进行了优化研究[52]。图1-2三维等离子体凝胶蒸发器Fig.1-23Dplasmonicabsorbergelevaporator图1-3三维有机巴基海绵蒸发器Fig.1-33Dorganicbuckyspongeevaporator利用仿生学思想，科学家设计出许多高转化效率的蒸汽生成结构。美国马里兰大学Li等人设计了一种水母状的太阳能蒸发器[53]，如图1-4所示，它由多孔炭黑/石墨烯氧化物复合层和环形的氧化石墨烯柱矩阵组成，在250-2500nm范围内具有较高的宽带光吸收99.0%，一个太阳光下展示出87.5%的光热转换效率。如图1-5所示，还利用3D打印技术将氧化石墨烯油墨构建了一种凹面结构的蒸发器[54]，具有97.3%的孔隙率、97%的太阳光吸收率，在一个太阳光下的光热转换效率为85.6%。图1-43D打印凹面结构蒸发器Fig.1-43Dprintconcavestructureevaporator图1-5水母状蒸发器Fig.1-5Thejellyfish-likeevaporator印度Jha等人设计了一种极低成本的蜡烛烟灰涂层棉花蒸发器[55]，如图1-6所示，它的结构简单，成本低廉，易于加工，在一个太阳光下的蒸发效率达到80%。如图1-7所示，华盛顿大学Naiks等人演示了一种新型的由木材和氧化石墨烯组成的双层结构[56]，用于太阳能界面蒸发，在12个太阳光辐照下，系统的蒸发效率为82.8%。如图1-8所示，KyuyoungBae等人发现了世界上吸收光能力最强的
第一章绪论5转化机理进行进一步的探索。在光热转换效率、降低散体热损失、提高材料在高温下的可靠性和稳定性等方面进行了优化研究[52]。图1-2三维等离子体凝胶蒸发器Fig.1-23Dplasmonicabsorbergelevaporator图1-3三维有机巴基海绵蒸发器Fig.1-33Dorganicbuckyspongeevaporator利用仿生学思想，科学家设计出许多高转化效率的蒸汽生成结构。美国马里兰大学Li等人设计了一种水母状的太阳能蒸发器[53]，如图1-4所示，它由多孔炭黑/石墨烯氧化物复合层和环形的氧化石墨烯柱矩阵组成，在250-2500nm范围内具有较高的宽带光吸收99.0%，一个太阳光下展示出87.5%的光热转换效率。如图1-5所示，还利用3D打印技术将氧化石墨烯油墨构建了一种凹面结构的蒸发器[54]，具有97.3%的孔隙率、97%的太阳光吸收率，在一个太阳光下的光热转换效率为85.6%。图1-43D打印凹面结构蒸发器Fig.1-43Dprintconcavestructureevaporator图1-5水母状蒸发器Fig.1-5Thejellyfish-likeevaporator印度Jha等人设计了一种极低成本的蜡烛烟灰涂层棉花蒸发器[55]，如图1-6所示，它的结构简单，成本低廉，易于加工，在一个太阳光下的蒸发效率达到80%。如图1-7所示，华盛顿大学Naiks等人演示了一种新型的由木材和氧化石墨烯组成的双层结构[56]，用于太阳能界面蒸发，在12个太阳光辐照下，系统的蒸发效率为82.8%。如图1-8所示，KyuyoungBae等人发现了世界上吸收光能力最强的
本文编号：3225548
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能蒸汽装置图：(a)装置实物图，(b)装置原理图，(c)光吸收体实物图
第一章绪论5转化机理进行进一步的探索。在光热转换效率、降低散体热损失、提高材料在高温下的可靠性和稳定性等方面进行了优化研究[52]。图1-2三维等离子体凝胶蒸发器Fig.1-23Dplasmonicabsorbergelevaporator图1-3三维有机巴基海绵蒸发器Fig.1-33Dorganicbuckyspongeevaporator利用仿生学思想，科学家设计出许多高转化效率的蒸汽生成结构。美国马里兰大学Li等人设计了一种水母状的太阳能蒸发器[53]，如图1-4所示，它由多孔炭黑/石墨烯氧化物复合层和环形的氧化石墨烯柱矩阵组成，在250-2500nm范围内具有较高的宽带光吸收99.0%，一个太阳光下展示出87.5%的光热转换效率。如图1-5所示，还利用3D打印技术将氧化石墨烯油墨构建了一种凹面结构的蒸发器[54]，具有97.3%的孔隙率、97%的太阳光吸收率，在一个太阳光下的光热转换效率为85.6%。图1-43D打印凹面结构蒸发器Fig.1-43Dprintconcavestructureevaporator图1-5水母状蒸发器Fig.1-5Thejellyfish-likeevaporator印度Jha等人设计了一种极低成本的蜡烛烟灰涂层棉花蒸发器[55]，如图1-6所示，它的结构简单，成本低廉，易于加工，在一个太阳光下的蒸发效率达到80%。如图1-7所示，华盛顿大学Naiks等人演示了一种新型的由木材和氧化石墨烯组成的双层结构[56]，用于太阳能界面蒸发，在12个太阳光辐照下，系统的蒸发效率为82.8%。如图1-8所示，KyuyoungBae等人发现了世界上吸收光能力最强的
第一章绪论5转化机理进行进一步的探索。在光热转换效率、降低散体热损失、提高材料在高温下的可靠性和稳定性等方面进行了优化研究[52]。图1-2三维等离子体凝胶蒸发器Fig.1-23Dplasmonicabsorbergelevaporator图1-3三维有机巴基海绵蒸发器Fig.1-33Dorganicbuckyspongeevaporator利用仿生学思想，科学家设计出许多高转化效率的蒸汽生成结构。美国马里兰大学Li等人设计了一种水母状的太阳能蒸发器[53]，如图1-4所示，它由多孔炭黑/石墨烯氧化物复合层和环形的氧化石墨烯柱矩阵组成，在250-2500nm范围内具有较高的宽带光吸收99.0%，一个太阳光下展示出87.5%的光热转换效率。如图1-5所示，还利用3D打印技术将氧化石墨烯油墨构建了一种凹面结构的蒸发器[54]，具有97.3%的孔隙率、97%的太阳光吸收率，在一个太阳光下的光热转换效率为85.6%。图1-43D打印凹面结构蒸发器Fig.1-43Dprintconcavestructureevaporator图1-5水母状蒸发器Fig.1-5Thejellyfish-likeevaporator印度Jha等人设计了一种极低成本的蜡烛烟灰涂层棉花蒸发器[55]，如图1-6所示，它的结构简单，成本低廉，易于加工，在一个太阳光下的蒸发效率达到80%。如图1-7所示，华盛顿大学Naiks等人演示了一种新型的由木材和氧化石墨烯组成的双层结构[56]，用于太阳能界面蒸发，在12个太阳光辐照下，系统的蒸发效率为82.8%。如图1-8所示，KyuyoungBae等人发现了世界上吸收光能力最强的
本文编号：3225548
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