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AI2S应助Aurora采纳,获得10
1秒前
Loeop完成签到,获得积分10
1秒前
裴裴发布了新的文献求助10
2秒前
汉堡包应助tqs采纳,获得10
5秒前
Gt完成签到,获得积分10
5秒前
小何发布了新的文献求助10
5秒前
天赐殊荣完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
Copyright应助研0种牛马采纳,获得10
6秒前
xlli00完成签到,获得积分10
7秒前
美满的曼寒完成签到,获得积分20
7秒前
郜立轩发布了新的文献求助10
8秒前
温婉的乐蕊完成签到,获得积分10
9秒前
无极微光应助翟小灰采纳,获得20
9秒前
JamesPei应助WN采纳,获得10
10秒前
皇帝帅哥哥完成签到,获得积分10
10秒前
rwSSS发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
duang发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
小茵茵完成签到,获得积分10
11秒前
古月完成签到,获得积分10
12秒前
佳佳发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
英姑应助小何采纳,获得10
14秒前
huangjing完成签到,获得积分10
15秒前
南哥发布了新的文献求助10
15秒前
fcl发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
1111发布了新的文献求助10
16秒前
干净冰露完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
小豆包发布了新的文献求助10
19秒前
Ava应助勤奋的熊猫采纳,获得10
21秒前
22秒前
23秒前
XM发布了新的文献求助10
23秒前
研友_LkY7BZ发布了新的文献求助30
27秒前
贵哥发布了新的文献求助10
27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
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
REAL-WORLD EFFICACY AND GENOMIC LANDSCAPE OF POLATUZUMA VEDOTIN-BASED FIRST-LINE THERAPY IN DIFFUSE LARGE B-CELL LYMPHOMA: A FOCUS ON TP53 MUTATIONS AND TREATMENT RESPONSE 500
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6962163
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8644516
关于积分的说明 18332172
捐赠科研通 6411823
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3086277
关于科研通互助平台的介绍 2135257
邀请新用户注册赠送积分活动 2062760