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
科研通AI6.3应助hahahaa采纳,获得10
1秒前
小马甲应助张瀚元采纳,获得10
1秒前
岳哥应助LL采纳,获得10
2秒前
Ava应助风中的若灵采纳,获得10
3秒前
4秒前
宋达发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
毛驴完成签到,获得积分10
5秒前
情怀应助清秀的灵煌采纳,获得10
6秒前
lilei完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
深情安青应助俊杰采纳,获得10
7秒前
8秒前
深情安青应助yeeeeees采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云应助旺旺采纳,获得10
8秒前
妮妮发布了新的文献求助10
9秒前
随心发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Aquilus发布了新的文献求助10
9秒前
NexusExplorer应助机灵依瑶采纳,获得10
10秒前
72时完成签到,获得积分20
10秒前
wly发布了新的文献求助10
10秒前
杜冷丁完成签到,获得积分10
11秒前
嗯嗯嗯嗯发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
杜冷丁发布了新的文献求助10
14秒前
风笛完成签到,获得积分10
14秒前
缥缈的雁开完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
小黑莓完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
诚心尔琴发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
飞快的盼易完成签到,获得积分10
19秒前
饱满期待发布了新的文献求助10
19秒前
lewis完成签到,获得积分10
20秒前
20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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
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 7459588
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9055530
关于积分的说明 19303296
捐赠科研通 7082422
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3243661
关于科研通互助平台的介绍 2411388
邀请新用户注册赠送积分活动 2228160