Investigation of photothermal heating enabled by plasmonic nanofluids for direct solar steam generation

纳米流体 材料科学 太阳能集热器中的纳米流体 太阳能 光热治疗 等离子纳米粒子 集中太阳能 蒸发 光电子学 等离子体子 纳米颗粒 光电-热混合太阳能集热器 纳米技术 热力学 物理 生物 生态学
作者
Xinzhi Wang,Yurong He,Xing Liu,Lei Shi,Jiaqi Zhu
出处
期刊:Solar Energy [Elsevier BV]
卷期号:157: 35-46 被引量:198
标识
DOI:10.1016/j.solener.2017.08.015
摘要

Steam production has a wide range of applications such as seawater desalination, waste sterilization, and power generation. The utilization of solar energy for this purpose has attracted much attention due to its inexhaustibility and pollution-free nature. Here, direct solar steam generation at low-concentrated solar power using plasmonic nanofluids containing gold nanoparticles (Au NPs) was investigated experimentally. The key factors required for highly efficient solar steam generation, including Au NP concentration and solar power intensity, were studied in a simulated solar system by measuring the water weight loss and system temperature change. The best evaporation performance was obtained using a plasmonic nanofluid containing 178 ppm of Au NPs under 10 sun (1 sun = 1 kW m−2) illumination intensity, and the total efficiency reached 65%. However, the total efficiency of pure water was only 16%, which means that the plasmonic nanofluids reached a ∼300% enhancement in efficiency. Higher solar power led to a higher evaporation rate, higher specific vapor productivity (SVP), and higher Au NP concentrations resulted in better evaporation performance. Localized solar heating at the fluid-air interface was shown to contribute more to solar steam generation than to bulk fluid heating. Furthermore, the model of photothermal heating of plasmonic nanoparticle was established and the numerical results demonstrated the photothermal conversion process of plasmonic NPs from the light absorption to the heat dissipation into the bulk fluid.

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
小卡拉米发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
clairewen完成签到 ,获得积分10
3秒前
Fei完成签到,获得积分20
4秒前
隐形山芙完成签到,获得积分10
5秒前
8秒前
冰激凌完成签到,获得积分10
8秒前
savona7完成签到,获得积分10
9秒前
不乖完成签到,获得积分20
9秒前
搜集达人应助vnn采纳,获得10
10秒前
Chris完成签到,获得积分10
10秒前
小卡拉米完成签到,获得积分10
12秒前
许是城陌发布了新的文献求助10
12秒前
隐形曼青应助研友_nqrKQZ采纳,获得20
13秒前
14秒前
15秒前
萧水白完成签到,获得积分10
16秒前
丰富语蕊应助52huihui采纳,获得10
16秒前
大模型应助yxd采纳,获得10
16秒前
17秒前
dodo发布了新的文献求助10
19秒前
666666完成签到,获得积分10
19秒前
当当康康发布了新的文献求助10
20秒前
hy完成签到,获得积分10
20秒前
小安完成签到,获得积分10
22秒前
科研通AI6.4应助好好学习采纳,获得10
22秒前
23秒前
尚尚签发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
云止完成签到 ,获得积分10
27秒前
共享精神应助Kevin Huang采纳,获得30
27秒前
好好吃饭完成签到 ,获得积分10
27秒前
潘盼番发布了新的文献求助10
28秒前
英俊的铭应助隐形的半芹采纳,获得10
30秒前
自信涫完成签到,获得积分10
31秒前
wuxin完成签到,获得积分10
32秒前
许是城陌发布了新的文献求助10
32秒前
林间月完成签到,获得积分10
32秒前
复杂的元珊完成签到,获得积分10
33秒前
深情念烟发布了新的文献求助10
33秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 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 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 7584626
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9163194
关于积分的说明 19610092
捐赠科研通 7166370
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266472
关于科研通互助平台的介绍 2431470
邀请新用户注册赠送积分活动 2258135