科学研究

    近日，英国皇家化学会志（RSC）旗下著名的化学新闻杂志Chemistry World (化学世界)专访报道了我院王贤保教授团队利用石墨烯气凝胶实现太阳能光热转换的研究——太阳能蒸汽技术，报道题目为“Floating graphene cooks up clean water”（漂浮的石墨烯制备清洁的水），该报道随后被Graphene-info、云南低碳经济网、中国石墨烯产业技术创新战略联盟等国内外多家石墨烯领域的知名网站媒体转载报道。

据悉，他们通过一个简单的方法制备出具有高效太阳能光热转换性能的石墨烯气凝胶薄膜，这种气凝胶薄膜材料可以浮在水面，在具备阳光条件下，气凝胶可以将水汽化成水蒸汽，过程中只是气凝胶材料部位的水柱被加热，而且本体水的温度远低于其沸点。这种太阳能蒸汽技术不同于普通的太阳能集热管，无需将水加热沸腾，也可将液态的水变成气态的水蒸汽。该技术具有广泛的应用前景，可以实现太阳能蒸汽发电，在海水淡化、污水处理、医疗消毒等领域市场前景巨大。

利用太阳能实现海水淡化饮用水的技术，通常需要将海水加温至沸腾，然后收集蒸汽，但需要消耗大量的能源，除此之外，利用太阳能淡化海水技术，虽然可行，但并不是实质有效的方法，并不能大量的生成足够供应人们日常生活用水。

研究表明，在模拟太阳光条件下，使用石墨烯气凝胶可以将水加热水至45°C 每100ml，约是水无气凝胶的13倍。该材料的多孔结构使产生的蒸汽可以快速地远离表面，使水蒸发超过正常的13倍速度，大大提高了水蒸汽化的效率。

相对于其它成本昂贵的太阳能光热转换材料，这种气凝胶的原料为石墨粉。石墨粉，众所周知，是一种相对廉价和在我国广泛分布的可用资源。用于生成石墨烯气凝胶的太阳能蒸汽技术比光伏电池发电效率更高。“这种漂浮的石墨烯能达到54 %的使用效率，太阳光聚焦后可以达到83 %，而传统商业光伏电池的效率仅为10-20 %”，研究人员解释说。

日本国立材料研究所光电子纳米工程学研究员Satoshi Ishii评论该工作的主要贡献是，他们用一个简单的方法构筑出高效的太阳能吸收材料，并且可以实现规模化生产。

报道链接：

Chemistry World：

https://www.chemistryworld.com/news/floating-graphene-cooks-up-clean-water/3007353.article

Graphene-info:

https://www.graphene-info.com/researchers-china-create-graphene-aerogel-converts-sunlight-heat-produce-water-vapor-room

云南低碳经济网:

http://www.yndtjj.com/news/14954488381966.html

中国石墨烯产业技术创新战略联盟:

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3NTUyOTM3Mg==&mid=2650432807&idx=2&sn=c769af8a597e33b20a39f7d886557d61&chksm=8761e8d4b01661c26ee8d8fd3dd4db3a8eda05d4d98d1d6190ec1bb7269b314105ba80d02a75&mpshare=1&scene=23&srcid=0523yKqa173961UBgQqBB39s#rd