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Co‐Hydrothermal Carbonization of Cotton Stalks and MnO2 for Direct Solar Steam Generation with High Efficiency

水热碳化 热液循环 光热治疗 蒸发 碳化 材料科学 涂层 腐蚀 化学工程 纳米技术 复合材料 扫描电子显微镜 热力学 物理 工程类
作者
Wang Shuai,Hui Deng,Hanyu Chang,Yangyang Li,Huanhuan Hui,Zhenfei Dong,Peng Pu
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:6 (2) 被引量:6
标识
DOI:10.1002/solr.202100890
摘要

Biomass‐based photothermal materials for solar steam power generation have been a recent research hotspot. However, despite the many research advances that have been made, many challenges remain. For example, high temperature carbonization leads to the loss of hydrophilicity, the surface coating is easy to peel off, hydrothermal carbonization (HTC) does not guarantee the photothermal performance, and hydrothermal carbonization fluid (HTC‐F) is difficult to handle. Herein, a new material (H‐CS/MnO 2 ) is prepared by co‐hydrothermal carbonization of cotton stalks (CS) and MnO 2 , and a stable and effective evaporation system is designed. While both ensure super hydrophilicity, the stable loading of MnO 2 leads to an excellent photothermal performance. Experimental results show that H‐CS/MnO 2 reaches 93.46% evaporation efficiency and the evaporation rate can reach 2.43 kg m −2 h −1 under 1 sun. Moreover, by means of recycling, not only the treatment of HTC solution is solved, but also the carbon dots are continuously enriched and exhibit certain photothermal effects during the recycling process. In addition, H‐CS/MnO 2 exhibited excellent salt resistance and corrosion resistance. The obtained condensate heavy ion concentration removal rate reached more than 99.9%. Therefore, the H‐CS/MnO 2 fabricated herein has the possibility of practical application in the future.
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