課題組與重慶大學(xué)能源與動力工程學(xué)院孫皖博士合作，重點(diǎn)使用模擬計算的研究方法探究了界面光熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中一維水通道的水輸運(yùn)與蒸發(fā)速率的關(guān)系。由于半導(dǎo)體的帶隙小(0.1eV)，順利受光后產(chǎn)生大量激發(fā)的電子空穴對，隨后以熱(聲子)的形式通過非輻射弛豫過程釋放能量。對該太陽能熱轉(zhuǎn)化材料的能量轉(zhuǎn)換效率，推進(jìn)提升體積蒸發(fā)速率等方面進(jìn)行研究。

此外，國網(wǎng)工程供電在界面蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中一維水通道中的水輸運(yùn)對蒸發(fā)速率的定量影響仍不夠明確，需要進(jìn)一步研究。近幾年來，河北太陽能驅(qū)動的界面蒸汽發(fā)生技術(shù)由于其低碳環(huán)保，不需要額外能源輸入等特性，引起了廣泛的關(guān)注，為清潔水生產(chǎn)開辟了一條節(jié)能新途徑。

通過構(gòu)造窄帶隙半導(dǎo)體納米顆粒修飾由碳納米線陣列生長的碳?xì)謽?gòu)成的多級碳結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，電力電網(wǎng)提高其比表面積，電力電網(wǎng)增強(qiáng)光吸收能力，作為太陽能熱轉(zhuǎn)化材料在1?SUN的光照下展示出極高的能量轉(zhuǎn)化效率（~91%）和優(yōu)秀的蒸發(fā)速率1.316kg?m-2?h-1，其優(yōu)異的體積蒸發(fā)率也大大提高了便攜性與成本效率。

重點(diǎn)(c)不同厚度的材料面積蒸發(fā)速率(左側(cè)軸)和相應(yīng)的體積蒸發(fā)速率(右側(cè)軸)。??共同第一作者：順利耿陽，張可榛。

類似地，推進(jìn)提升碳基材料(CA/CF)中的太陽能吸收涉及電子的激發(fā)及其隨后的弛豫。國網(wǎng)工程供電所設(shè)計的窄帶隙半導(dǎo)體修飾的多級碳結(jié)構(gòu)材料太陽光吸收率可達(dá)99%。

總結(jié)在本工作中，河北作者報告了一種基于窄帶隙半導(dǎo)體納米顆粒修飾多級碳結(jié)構(gòu)的低成本，河北易攜帶，高效率的新型太陽能熱轉(zhuǎn)化材料應(yīng)用于太陽能海水淡化。可見，電力電網(wǎng)所設(shè)計材料具有低材料成本、電力電網(wǎng)寬光譜吸收、高太陽熱轉(zhuǎn)換效率和良好的便攜性等特性，是太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中太陽能熱轉(zhuǎn)化材料的理想選擇之一。