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
wwrjj完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
沭阳检验医师完成签到,获得积分0
5秒前
xue112完成签到 ,获得积分0
5秒前
小魏同学发布了新的文献求助10
7秒前
海绵宝宝完成签到 ,获得积分10
10秒前
L拉丁是我干死的完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
YNILY完成签到 ,获得积分10
14秒前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
21秒前
鹤川完成签到 ,获得积分10
25秒前
采采完成签到,获得积分10
25秒前
美丽人生完成签到 ,获得积分10
28秒前
尼古拉斯完成签到,获得积分10
32秒前
忆雪完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
BLACKCURRY完成签到 ,获得积分10
34秒前
千空完成签到 ,获得积分10
36秒前
山复尔尔完成签到 ,获得积分10
36秒前
37秒前
37秒前
ANIVIA发布了新的文献求助10
40秒前
可靠月亮完成签到,获得积分10
41秒前
NICHENG完成签到 ,获得积分10
41秒前
meimale完成签到,获得积分10
48秒前
Juzco完成签到 ,获得积分10
50秒前
隐形曼青应助SCI采纳,获得10
52秒前
木木很累完成签到,获得积分10
54秒前
54秒前
DOUBLE完成签到,获得积分10
54秒前
妙奇完成签到,获得积分10
58秒前
奥斯卡完成签到,获得积分0
58秒前
Korai完成签到 ,获得积分10
1分钟前
嘻嘻哈哈应助wangjue采纳,获得10
1分钟前
樂楽完成签到,获得积分10
1分钟前
yuan1226完成签到 ,获得积分10
1分钟前
长情的寇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
林韵悠扬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
眼睛大夜白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 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 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6989093
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8666227
关于积分的说明 18371517
捐赠科研通 6458633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3096326
关于科研通互助平台的介绍 2156684
邀请新用户注册赠送积分活动 2072677