凹凸棒石-石墨烯杂化气凝胶

三维连续导热网络

通过仿榫卯界面自组装，用凹凸棒石纳米纤维抑制石墨烯堆叠，实现封装与导热的协同提升。

Tang, Yili · Zhao, Xiaoguang · Li, Yihang · 杨泽惠 · 左小超 · 唐爱东 · 杨华明

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

有效封装率

{'zh': '93.1', 'en': '93.1'} %

导热系数

{'zh': '1.164', 'en': '1.164'} W m⁻¹ K⁻¹

光热转换效率

{'zh': '90.5', 'en': '90.5'} %

蒸发速率

{'zh': '2.13', 'en': '2.13'} kg m⁻² h⁻¹

功率密度

{'zh': '1.57', 'en': '1.57'} W m⁻²

技术优势

封装率突破93%

凹凸棒石纳米纤维调节气凝胶孔结构，提供更多表面积和毛细作用，显著减少月桂酸泄漏。

导热提升至1.164

纳米纤维在石墨烯片间形成导热桥，减少界面热阻，将纯月桂酸的导热系数提高数倍。

光热转换达90.5%

石墨烯的高效光吸收与杂化气凝胶的低热损失结合，使复合材料能快速将光转为热并储存。

应用场景

• 太阳能界面蒸发：利用高光热转换和快速蒸发，直接产生洁净水。
• 太阳能热电联供：将储存的热量连续转换为电能，即使在无光时段也能输出电力。
• 相变复合材料：提供高封装率和高导热定型相变材料模板，可替换石蜡等传统芯材。
• 太阳能海水淡化：以2.13 kg m⁻² h⁻¹的蒸发速率高效淡化海水，并在黑暗条件下延续运行。