記者日前從南京大學獲悉,由該校教授、中科院院士祝世寧領導的基金委創新團隊成員、現代工程與應用科學學院教授朱嘉及其課題組,在高效太陽能海水淡化材料研究方面取得重要進展。相關成果日前發表于《自然—光子學》雜志。
據了解,隨著全球水資源日趨緊張,包括含鹽地下水在內的海水淡化作為一種獲取淡水的有效方法,受到廣泛關注。然而,傳統的海水淡化裝置存在體積龐大、耗能高、碳排放量大、淡化效率低等問題。利用太陽能蒸餾的海水淡化技術雖低碳環保,但受限于光熱轉換效率較低,無法大規模應用。朱嘉課題組在國際上首次利用金屬納米等離激元增強效應實現了高效太陽能海水淡化,其能量傳遞效率約90%,淡化前后鹽度降低4個數量級。
研究人員發現,三維鋁納米顆粒等離激元黑體材料是實現高效率太陽能海水淡化的絕佳體系。該材料具有超寬太陽光譜高光吸收效率,在400~2500納米太陽光譜范圍內平均吸收效率大于96%,確保了海水淡化過程中太陽能的高效利用。在實際工作中,這種緊密排列的金屬納米顆粒薄膜漂浮在海水表面,納米顆粒的局域等離激元增強效應則使得膜液交界面的表層海水快速升溫,產生淡水蒸汽,而膜上的多孔結構又為蒸汽逃逸提供了有效的通道。經測量,利用該材料淡化后的水質優于世界衛生組織可飲用水的標準。
同時,納米鋁顆粒等離激元黑體薄膜材料的制備以成本低廉的金屬鋁為唯一原材料,并且采用簡單、可規模化生產的自組裝制備方法,便于推廣應用。美國《科學》雜志以“新的水純化系統可為世界解渴”為題,高度評價了此項工作。相關專家表示,這種材料對低成本高效率太陽能海水淡化技術的大規模應用具有重要意義。
記者從中國科學技術大學獲悉,該校曾杰教授團隊通過構筑納米島結構催化劑,攻克了甲烷干重整反應中催化劑極易燒結失活的難題。相關研究成果3月10日發表于國際學術期刊《自然材料》。超細金屬納米顆粒因其超高的原......
作為溫室氣體的主要來源,二氧化碳正在不斷惡化大氣環境。更糟糕的是,未來全球能源需求也將繼續增加,這將加劇二氧化碳的排放。在此條件下,碳中和戰略已被提出,其中二氧化碳通過化學過程轉化為高附加值的燃料和化......
據最新一期《自然·水》雜志發表的論文,美國麻省理工學院工程師開發了一種新型海水淡化系統。該系統能夠根據太陽光照的變化自動調節脫鹽速度。這種創新的海水淡化裝置能夠與太陽能變化同步工作。隨著一天中陽光強度......
近日,中國科學院國家納米科學中心曹宇虹團隊與遺傳與發育生物學研究所李家洋團隊,利用納米技術提高了高稈野生稻抗種子落粒性,為未來水稻育種帶來了新希望。相關研究成果以ImprovingSeedShatte......
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太陽能驅動的海水淡化技術是解決全球淡水資源短缺問題的關鍵手段,具有顯著的工程應用價值。近日,南通大學物理科學與技術學院的袁國秋、曹敏、王孟和張雷課題組在這一領域取得了突破性進展。相關成果以《一種高效的......
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