分会

第六十一分会：能源化学

摘要

太阳能的转换和利用被认为是缓解日益严重的全球能源危机、实现可持续发展的有力途径[1, 2]。近年来，太阳能驱动的界面蒸发因其光热转换效率高而成为一种解决淡水短缺问题的经济有效的方法，受到了越来越多的关注[3, 4]。然而，由于实际的水环境非常复杂，光热材料的热输出能力和蒸发系统的功能集成度仍有待提高，以期获得更优质的淡水。因此，我们基于深层缺陷（DLDs）的非辐射弛豫机理和肖克莱里德霍尔（Shockley-Read-Hall）重组理论，设计了一种2D/2D Cs0.32WO3/CuS纳米异质结，并将其加载到纤维素基杂化水凝胶中，通过反复冻融的方法构建了新型蒸发器。一方面，得益于Cs0.32WO3/CuS纳米异质结具有更快的载流子迁移速度、更多热载流子非辐射放热和更高的氧化还原电位，以及杂化水凝胶的连续供水通道，该蒸发器获得了超高效率的海水蒸发(4.22 kg m-2 h-1)和优异的有机污染物光降解性能(去除率≈99%)。此外，蒸发器还表现出长期稳定和可持续的自清洁性能。另一方面，在实际应用中，由于太阳光辐照范围广、光热材料与水体之间的传热损失过多，系统的热利用率不足。为了充分利用吸收的太阳能和转换后的热能，我们采用基于Cs0.32WO3/CuS纳米异质结的热电模块将系统内的余热转化为可储存的电能(4.85 W m-2)，进而为小家电提供持久稳定的电力供给。这种基于2D/2D异质结的太阳能蒸发系统将为资源有限地区的高效和可持续的淡水-电力联产提供更可靠的解决方案。

关键词

异质结;光热;脱盐;水净化;热电联产

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