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太陽能蒸汽發(fā)電（SSG）是解決淡水資源短缺的一種很有前途的方法。盡管對(duì)光熱材料進(jìn)行了深入的研究，但SSG的性能在實(shí)際應(yīng)用中仍然不能令人滿意。此外，實(shí)際的太陽軌道是一個(gè)半圓弧，導(dǎo)致入射角的連續(xù)變化，這在以前的報(bào)告中常常被忽略。

近日，南京師范大學(xué)狄云松等研究人員在《Energy Technology》期刊發(fā)表名為“Solar-Driven Airflow-Enhanced All-Daytime Solar Steam Generation Based on Inverse-Bowl-Shaped Graphene Aerogels”的論文，研究合成了一種反倒碗狀石墨烯氣凝膠（IBGA）作為SSG的光熱組分，該氣凝膠可以隨著入射角的變化始終保持較高的水蒸發(fā)率。

此外，在改進(jìn)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上引入了太陽能驅(qū)動(dòng)氣流，以提高SSG性能。在太陽照射下基于IBGA的太陽能驅(qū)動(dòng)氣流SSG裝置的蒸發(fā)率高達(dá)2.46Kgm2.h1。室外實(shí)驗(yàn)表明，具有1 m 2 IBGA的SSG裝置在晴天可收集15kg淡水，在實(shí)際應(yīng)用中顯示出在海水淡化和廢水處理領(lǐng)域的巨大潛力。

圖1、a)說明IBGA的制備示意圖。b)IBGA和CGA的照片。

圖2.a,b)GA的SEM圖像。c)GA的吸收光譜。d)GA的XRD。e)放置在蒲公英上的GA的數(shù)字圖像。f)GA壓縮后厚度變化的循環(huán)測(cè)試。g)GA的接觸角。

圖3、a)光熱測(cè)試裝置。b)不同功率密度的垂直模擬太陽光下IBGA的溫度。c)真實(shí)太陽軌跡下的IBGA方案。d)IBGA和CBA在不同入射角1太陽照射下的溫度。

圖4、a)SSG測(cè)量裝置示意圖。b）IBGA和CGA在1太陽照射下的SSG性能。c)入射角相關(guān)SSG測(cè)量的設(shè)置。d）IBGA和CGA在不同入射角下的SSG性能。

圖5、a)在太陽照射下，有和沒有太陽能驅(qū)動(dòng)氣流的SSG性能比較。插圖：太陽能驅(qū)動(dòng)氣流增強(qiáng)SSG裝置的方案。b)在不同輻照強(qiáng)度下，有和沒有太陽能驅(qū)動(dòng)氣流的水蒸發(fā)率直方圖。

圖6、a)SSG在海水淡化過程中引起的質(zhì)量變化。插圖：海水淡化過程中鹽分積累的照片。b)循環(huán)測(cè)量的脫鹽率。c)SSG在亞甲基藍(lán)溶液純化過程中引起的質(zhì)量變化。（插圖：純化前后的紫外-可見吸收光譜。溶液的數(shù)碼照片。）d）在甲基橙溶液純化過程中由SSG引起的質(zhì)量變化。（插圖：純化前后的紫外-可見吸收光譜。溶液的數(shù)碼照片。）e）在真實(shí)太陽輻射下進(jìn)行的SSG實(shí)驗(yàn)照片。f)SSG在真實(shí)太陽輻射下引起的質(zhì)量變化（南京晴天上午10:00至下午15:00）。

文獻(xiàn)：https://doi.org/10.1002/ente.202100757