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
maomao发布了新的文献求助10
刚刚
CipherSage应助锅包肉采纳,获得10
1秒前
慕青应助Silvia采纳,获得10
3秒前
积极雅青完成签到,获得积分10
4秒前
emilybei发布了新的文献求助10
4秒前
小岛猫粮应助火星上芹菜采纳,获得10
4秒前
沉静的手套完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
7秒前
小袁完成签到,获得积分20
9秒前
Copyright应助俏皮秋烟采纳,获得10
9秒前
12秒前
12秒前
12秒前
pingpangqiu发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
琪琪完成签到,获得积分10
16秒前
无花果应助子熹采纳,获得10
18秒前
faye关注了科研通微信公众号
18秒前
19秒前
打打应助Dr.向采纳,获得10
21秒前
james发布了新的文献求助10
21秒前
超越梦想发布了新的文献求助10
22秒前
比考试难烤的地瓜完成签到 ,获得积分10
25秒前
眯眯眼的语雪完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
28秒前
29秒前
jinfu发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
30秒前
30秒前
NexusExplorer应助舒适的向南采纳,获得10
30秒前
31秒前
31秒前
活力从飞发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
33秒前
4114完成签到,获得积分10
33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
Organic Reactions, Volume 116 1500
VALIDATION OF THE TAYLOR, ALAMEL AND VPSC MODELS FOR PLASTIC ANISOTROPY MODELING OF SHEET METALS 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
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 7405806
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9010349
关于积分的说明 19188900
捐赠科研通 7039142
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3232181
关于科研通互助平台的介绍 2394322
邀请新用户注册赠送积分活动 2214241