Synergistic Energy Nanoconfinement and Water Activation in Hydrogels for Efficient Solar Water Desalination

材料科学 太阳能 海水淡化 低温热脱盐 热能 化学工程 汽化 纳米技术 自愈水凝胶 环境科学 化学 高分子化学 热力学 有机化学 电气工程 工程类 物理 生物化学
作者
Youhong Guo,Xingyi Zhou,Fei Zhao,Jiwoong Bae,Brian Rosenberger,Guihua Yu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:13 (7): 7913-7919 被引量:514
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b02301
摘要

Precisely controlled distribution of energy in solar-to-thermal energy conversion systems could allow for enhanced energy utilization. Light-absorbing hydrogels provide a means for evaporating water by using solar energy, yet targeted delivery of solar thermal energy to power the water evaporation process remains challenging. Here, we report a light-absorbing sponge-like hydrogel (LASH) that is created by in situ gelation of a light-absorbing nanoparticle-modified polymer, leading to synergistic energy nanoconfinement and water activation. By experimental demonstration and theoretical simulation, the LASH presents record high vapor generation rates up to ∼3.6 kg m–2 h–1 and stable long-term performance under 1 sun (1 kW m–2) irradiation. We investigate the energy confinement at the polymer–nanoparticle interphases and the water activation enabled by polymer–water interaction to reveal the significance of such effects for high-rate solar vapor generation. The water vaporization enabled by LASHs can remove over 99.9% of salt ions in seawater through solar water desalination. The fundamental design principle, scalable fabrication route, and superior performance offer possibilities for portable solar water purification, industrial solar-powered water treatment, and other advanced solar thermal applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hongzhihu发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
asdfqwer应助838412713采纳,获得10
1秒前
maxwell发布了新的文献求助10
2秒前
小狗便利店完成签到 ,获得积分10
3秒前
Ace发布了新的文献求助10
3秒前
烽火中的狼1完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
深情安青应助ayjf采纳,获得10
3秒前
Accept完成签到,获得积分10
3秒前
筱婷发布了新的文献求助10
4秒前
小羊哥发布了新的文献求助10
4秒前
苏幕遮发布了新的文献求助30
4秒前
木小叶发布了新的文献求助10
5秒前
抱抱你完成签到,获得积分10
6秒前
小宁同学完成签到,获得积分10
7秒前
zzxxll发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
peng完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
xia完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
烟花应助chen采纳,获得10
9秒前
plaaf发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
谙晴发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
李爱国应助sisi采纳,获得10
10秒前
正在获取昵称中...完成签到,获得积分10
11秒前
余晖霞光发布了新的文献求助10
11秒前
隐形曼青应助TRACEY采纳,获得10
13秒前
yxl0214发布了新的文献求助10
14秒前
雨安发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
轩子完成签到,获得积分10
16秒前
顾矜应助PhDL1采纳,获得10
17秒前
LXX发布了新的文献求助10
17秒前
maxwell完成签到,获得积分10
17秒前
kongkong发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Green Fire Retardants for Polymeric Materials 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7617640
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9192932
关于积分的说明 19702139
捐赠科研通 7190151
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272050
关于科研通互助平台的介绍 2434828
邀请新用户注册赠送积分活动 2267143