课题基金 / 基金详情

多金属复合气凝胶用于新型太阳能光热电联发集成研究

批准号:
52071282
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
万艳芬
依托单位:
学科分类:
金属功能材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
万艳芬

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
为了有效解决淡水紧缺和能源危机,针对当前海水淡化技术光吸收差且中间产生能量未被充分利用的现实情况,本项目提出了基于多金属复合气凝胶的界面太阳能光蒸汽转换—复合型摩擦纳米发电机(TENG)集成系统的构建新思路,力求通过多孔金属复合气凝胶获得高效的太阳能水蒸发行为,同时开创性将固-液界面TENG和液-液界面TENG双级联以构建复合发电机,突破系统能源利用不充分的桎梏,为同时同步解决淡水生产和发电提供多功能化,多样性的材料与器件联合途径。通过研究各阶装置的材料制备、架构设计与工作过程,掌握金属基气凝胶的等离激元共振效应调制关键,探究复合型TENG的匹配机理,同时探明微观层面纳米发电机中载流子输运机制,最终阐明太阳能光蒸汽-离子浓度差发电-复合TENG多级能源联发的协同效应。本项目的设计路线与构建策略可以为未来的多级能源联发技术提供创新性的设计思路和可编程的实现途径,具有重要的现实研究意义。
英文摘要
In order to effectively overcome the shortage of fresh water and the energy crisis, in view of the fact that the current seawater desalination technology has poor light absorption and the energy generated in the middle process is not fully utilized, in this proposal we put forward a new idea of an integrated system which constructs of a multi-metal composite aerogel-based interface solar-vapor conversion and triboelectric nanogenerator (TENG). It strives to obtain efficient solar evaporation behavior through porous metal-composite aerogels, while pioneering the dual solid-liquid interface TENG and liquid-liquid interface TENG to build a composite nanogenerator. The nanogenerator breaks through the shackles of insufficient energy utilization of the system, and provides a joint approach of multi-functional, diverse material and device for simultaneously solving the generation of fresh water and power generation. By studying the material preparation, architecture design and working process of each stage, the aim is to master the key to tune the plasmon resonance effect of metal-based aerogels, explore the matching mechanism of composite TENG, explore the transport mechanism of nanogenerator and finally clarify the synergistic effect of multi-level energy generation composed of solar-vapor, electricity generation from salinity and mixed TENG. The design route and construction strategy of this project can provide innovative design ideas and programmable implementation methods for the future multi-level energy generation technology, which is so significant on the practical research.
淡水和能源,乃是具有战略意义的全球性问题,世界各国都在大力寻找解决淡水荒和能源危机的出路,尤其我国所面临的淡水紧缺和能源危机形势非常严峻,因此,提升与保障淡水资源供给和发电能力至关重要!利用“绿色能源——太阳能”和“蓝色能源——海洋”生产淡水和纳米发电,也就是实现太阳能光热电集成技术的突破,具有非常重要的研究价值和应用前景。但是,当前太阳能光热技术存在光吸收差且中间产生能量未被充分利用的现实问题,能否实现同时同步解决淡水生产和发电的联发技术是迫在眉睫的事情,如何获得多级能源同步转化与利用的合理优化途径,是当前的科学前沿问题,也是未来能源器件的发展方向。在此背景下,本项目的研究目标是研发高效协同的太阳能光热电集成技术,将纳米能源利用进行选择性多功能组合,探索太阳能、废热、余能、发电等多级能源联发这一前沿科学问题。 .本项目主要研究目标是将界面太阳能光蒸汽技术与复合型摩擦纳米发电机集成,通过构筑集成器件获得高效的太阳能水蒸发行为并探索水电联发技术;同时利用同种材料扩展开发能源集成型多功能应用技术。围绕能源集成利用这一主题展开,研究内容主要是通过研究各阶装置的材料制备、架构设计与工作过程、以及最终的高效集成利用。在执行过程中,我们构筑了多种金属基复合材料,做了大量关于太阳能光热电能源多级转换利用方面的研究,同时扩展能源利用的研发工作,致力于构建柔性电子器件和能量转换设备,以实现具有能源利用、个人热管理、传感、交互、电子控制和自供能等多种功能集成。.在该项目执行期间,共正式发表学术论文16篇,其中英文SCI论文14篇,中文论文2篇。指导博士研究生4人,其中在读4人;指导硕士研究生毕业12人,其中韩恺同学赴北京理工大学攻读博士学位,金陶沙同学赴华南理工大学攻读博士学位。
基于PtS2二维材料异质结的人工突触阵列忆阻性能调控
  • 批准号:
    12564029
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    31.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    万艳芬
  • 依托单位:
双元纳米金属二维超晶用于分子器件电极阵列的可控制备及其功能化
  • 批准号:
    51871196
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    万艳芬
  • 依托单位:
贵金属纳米颗粒自组装增强二维材料光致发光的性能和机理研究
  • 批准号:
    51701177
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    万艳芬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金