太阳能蒸汽发电技术因其在低能耗清洁水发电方面的巨大潜力而受到越来越多的关注。而合理设计一种能够最大限度地利用太阳能的吸光器具有重要意义。

近日，美国加州大学河滨分校殷亚东教授报道了一种Ni@C@SiO₂核壳纳米颗粒作为太阳能驱动蒸汽发电的光吸收剂的合理设计。

文章要点

1）碳的宽带吸收和镍的等离激元特性相结合，保证了较高的能量利用效率。同时，二氧化硅层提高了颗粒的鲁棒性，并提供了亲水的表面，便于热交换。

2）结果表明，核壳颗粒性能优越，能源效率达到91.2%。除了很高的光热效率，这些纳米颗粒还可以与水凝胶膜结合，从而利用这些颗粒的磁响应来调整水凝胶膜的表面纹理。

3）由于表面粗糙度的增加，因此可通过多次反射和增加有效表面积来进一步提高产汽性能，使用Ni40C20/PVA复合水凝胶膜可实现高达2.25 kg m^-2 h^-1的蒸发率。

坚固的核壳颗粒可以很容易地融入许多其他蒸发器的设计中。此外，基于磁性颗粒的无模表面毛化技术为太阳能蒸发器的设计提供了新的机遇。

Fan Yang, et al, Ni-based Plasmonic/Magnetic Nanostructures as Efficient Light Absorbers for Steam Generation, Adv. Funct. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adfm.202006294

https://doi.org/10.1002/adfm.202006294