High-absorption solar steam device comprising Au@Bi2MoO6-CDs: Extraordinary desalination and electricity generation
High-absorption solar steam device comprising Au@Bi2MoO6-CDs: Extraordinary desalination and electricity generation
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由 Au@Bi2MoO6-CD 组成的高吸收太阳能蒸汽装置：非凡的海水淡化和发电
DOI：
10.1016/j.nanoen.2019.104298
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发表时间：
2020-02
期刊：
影响因子：
17.6
通讯作者：
Wan Yanfen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng Zemin;Li Huiyong;Zhang Xudong;Jiang Hao;Geng Xuemin;Li Simin;Tu Hongyu;Cheng Xinran;Yang Peng;Wan Yanfen
太阳能蒸汽发电作为一种可持续的水净化技术，为解决全球饮用水短缺问题提供了巨大的潜力。在这项工作中，受具有树枝状结构的海洋底栖生物珊瑚的启发，制备了一种创新的3D纳米复合材料Au@Bi2MoO6-碳点（CD）太阳能蒸汽机：它具有70%的光吸收率，光热转换效率为97.1%，在一个太阳照射下的蒸发率为1.69 kg m− 2 h − 1。这种太阳能蒸汽发生器可用于海水淡化，在金属离子的净化中显示出~100%的离子去除率，有效降低了海水中的离子浓度。此外，太阳能热电发电机（STEG）已准备就绪。与空白温差发电器相比，Au@Bi2MoO6-CD涂层太阳能温差发电器表现出更好的性能。STEG的最大记录电输出为97.4 μW cm−2，这是解决世界能源危机的一个有前途的潜在解决方案。仿生纳米复合材料的独特设计可以帮助太阳能蒸汽机和发电机实现比单组分材料更好的性能。因此，这种混合材料可以为开发适用于各种能源相关应用的太阳能热技术提供途径。
Solar steam generation as a sustainable water purification technology offers remarkable potential to address global drinking-water shortage. In this work, inspired by the marine benthos coral with dendritic structure, an innovative 3D nanocomposite Au@Bi2MoO6-carbon dots (CDs) solar steamer has been prepared: it exhibits outstanding light absorption of 70%, a photothermal conversion efficiency of 97.1% and an evaporation rate of 1.69 kg m−2h−1under one sun illumination. This solar steam generator can be used for seawater desalination and has shown an ion removal rate of ~100% in the purification of metal ions, which effectively reduces the ion concentration in seawater. In addition, a solar thermoelectric generator (STEG) has been prepared. Compared with the blank thermoelectric generator, the solar thermoelectric generator coated with Au@Bi2MoO6-CDs shows better performance. The maximum recorded electrical output of the STEG is 97.4 μW cm−2, which is a promising potential solution to the world energy crisis. The unique design of biomimetic nanocomposite materials can help achieve better performance for the solar steamer and electricity generator compared to that of a single-component material. This kind of hybrid material can thus offer pathways to the development of solar thermal technologies applicable in various energy-related applications.
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