High-Performance Solar Steam Generator Based on Polypyrrole-Coated Fabric via 3D Macro- and Microstructure Design

材料科学 微观结构 蒸发器 太阳能 蒸发 能量转换效率 化学工程 复合材料 光电子学 气象学 机械工程 电气工程 热交换器 物理 工程类
作者
Mantang He,Hongyu Dai,Huijie Liu,Qirong Cai,Ye Liu,Liming Wang,Xiaohong Qin,Jianyong Yu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (34): 40664-40672 被引量:74
标识
DOI:10.1021/acsami.1c11802
摘要

Due to the abundance and easy availability of solar energy resources, solar-driven water evaporation provides a sustainable way to obtain clean water from wastewater and seawater. However, achieving a high evaporation rate with excellent light absorption remains a critical challenge in the structural regulation of evaporators. Herein, inspired by the natural transpiration process in plants (blue spruce), we designed a three-dimensional (3D) cone-shaped solar steam generator based on vertical polypyrrole nanowires-coated fabric (VPPyNWs-fabric). The microstructure design of polypyrrole (PPy) increases the solar energy absorption of the incident light through multiple reflections between the VPPyNWs, while the macrostructure design of the 3D evaporator possesses an enlarged surface area for energy harvesting, wide path for water supply, and open structure for vapor diffusion. As a proof of concept, the as-obtained 3D VPPyNWs-fabric-based solar steam generator demonstrates a fast water evaporation rate of 2.32 kg m–2 h–1 with high solar absorption of 97% and solar-to-vapor conversion efficiency of 98.56% at 1 kW m–2 energy density. In addition, the solar steam generator can be steadily applied in various water conditions, e.g., seawater, dye wastewater, and acidic and alkaline wastewater. This high-performance evaporator via 3D macro- and microstructure design offers a new avenue for better utilization of solar energy.

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
科目三应助富贵儿采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
敬业乐群发布了新的文献求助10
2秒前
陈倦完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
池鱼发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
仍仍完成签到,获得积分10
5秒前
hhdfgif发布了新的文献求助10
5秒前
jia发布了新的文献求助10
5秒前
852应助hongping采纳,获得10
7秒前
YUERUI完成签到,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
小劳发布了新的文献求助10
8秒前
陈倦发布了新的文献求助10
9秒前
何沐洲完成签到,获得积分20
9秒前
PeakKing发布了新的文献求助30
9秒前
彭于晏应助幽默的路灯采纳,获得10
9秒前
10秒前
炸酱面发布了新的文献求助10
10秒前
毛毛发布了新的文献求助10
10秒前
X1完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
ljy发布了新的文献求助10
13秒前
xixi完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
ghn123456789发布了新的文献求助10
15秒前
852应助HHHHH采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
顾矜应助酷酷李可爱婕采纳,获得10
15秒前
jia关闭了jia文献求助
15秒前
赘婿应助刘铠瑜采纳,获得10
16秒前
16秒前
wzy完成签到,获得积分10
16秒前
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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6063816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7896339
关于积分的说明 16315916
捐赠科研通 5206907
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2785569
邀请新用户注册赠送积分活动 1768343
关于科研通互助平台的介绍 1647544