星空体育平台安徽工业大学:以褐煤为原料制备碳气凝胶用于太阳能蒸汽发电

  新闻资讯     |      2024-05-15 23:42

  星空体育平台安徽工业大学:以褐煤为原料制备碳气凝胶用于太阳能蒸汽发电该方法以褐煤中的乙醇可溶部分(ESP)为原料,以三聚氰胺为骨架,通过聚合/凝胶化、真空干燥和碳化等步骤制备 LPCAs,避免了高能耗的冷冻干燥步骤。由于 ESP 中含有丰富的烷基侧链和缩合芳烃,LPCA 具有超低密度(42 mg-cm-3)和超高光吸收率(97.3%),无需额外添加昂贵的光热材料。此外,LPCA 还能调节中间水含量并从环境中吸收能量。基于这些优势,LPCA 蒸发器在 1 个太阳下的蒸发率可达 2.40 kg-m-2-h-1,能源效率高达 93.5%。此外,LPCA 还具有强度高(90% 应变下为 4.48 兆帕)、自浮、耐盐性好、可在恶劣条件下使用等特点,有利于生产清洁水的实际应用。

  图4. (a) 不同气凝胶在湿态下的紫外线/可见光/近红外吸收光谱。(b) PA、(c) 50%LPA 和 (d) 50%LPCA 在干燥状态下的红外图像。(e) 阳光照射下干燥状态气凝胶的表面温度变化。

  图5:(a,b) 在太阳下,LPA 和 50%LPCA 上水的质量随时间的变化。(c) 在不同光照条件下星空体育app下载,50%LPCA 上水的质量随时间的变化。(d) 盐水在 50%LPCA 和 50%LPA 上的长期蒸发性能。

  图6. (a) 蒸发器与散装水之间的热传导示意图。(b) 50%LPCAs在1个太阳下的厚度对水蒸发的影响。(c) 阳光照射下不同 50%LPCAs的蒸发率和能量效率

  图7. (a) 50%LPCA净化前后模拟废水中四种重金属离子的浓度;(b) 50%LPCA净化前后亚甲基蓝水溶液的紫外-可见吸收光谱。

  总之,采用真空干燥法制备了用于长期 SVG 的 LPCAs,非常方便。蒸发器具有分层多孔结构、超低密度、高机械强度和自浮性。褐煤中的多环芳烃赋予了 LPCAs 超强的光吸收能力。此外,通过激活水分子,还可显著降低蒸发焓。鉴于 LPCAs 的这些优点,50%LPCA 在 1 个太阳下的蒸发率和能效分别高达 2.40 kg-m-2-h-1 和 93.5%。此外,该蒸发器还具有持续、高效的海水淡化性能,并能去除废水中的金属离子和染料。这项研究不仅为制备整体光热材料提供了一种简单可行的方法,也为褐煤的高价值利用提供了一条新途径。