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《纳米能源》刊发了奇迹私服热科学与工程实验室最新研究成果

发布日期:2019-09-06    作者:     来源:     点击:

《纳米能源》刊发了热科学与工程实验室最新研究成果

8月29日,国际权威期刊《纳米能源》(Nano Energy, IF=15.55)在线刊发了本实验室团队最新研究成果《超快水淡化及做功的自泵式蒸发》(Self-pumped evaporation for ultra-fast water desalination and power generation)。我校能源奇迹私服为唯一完成单位,本团队刘伟教授和刘志春教授为共同通讯作者,博士生李骥,博士生高山和讲师隆瑞分别为论文第一、第二和第三作者。

全球淡水危机和能源危机日益严峻,热能是太阳,地热,冶金和火力发电等自然和工业活动中广泛存在的能源形式,利用热能来淡化盐水和获取电力是很有吸引力的解决方案。然而,由于热能的低品位性,特别是对于低温热源,如何高效地实现水淡化及做功是非常具有挑战性的难题。

加热工质并使其相变是热能转换利用的重要途径,然而,液体的导热系数较低,液体区的热阻极大地限制了相变速率。事实上,当液膜很薄时,相变可以非常迅速,其热通量可达104W/cm2。不过,维持液体超快相变需要输运力以润湿相变区域并避免干涸。纳米孔的毛细作用可以产生可观的泵压,利用该泵压不仅可以驱动工质流动,还可以从中获取功率。

碳纳米管具有优秀的流动,传热和机械性质。如图所示,该文报道了一种基于带电碳纳米管膜的自泵送蒸发方式,当溶液被加热时,盐水在毛细力和库仑力的作用下输送到孔内并蒸发,同时输出功率和获得淡水。该研究通过分子动力学模拟和理论分析,证明该方式具有非常高的海水淡化速率和做功效率。该系统的低热阻,低温度极化,高泵压和低流动阻力等性质共同造就了其优良传热传质及能量转换性能。

该研究工作得到了国家自然科学基金面上项目(51776079)的资助。

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