Chế tạo vật liệu quang nhiệt carbon nanodots ứng dụng trong cấu trúc bay hơi bằng xơ mướp cho quá trình nước bay hơi sử dụng năng lượng mặt trời

Tóm tắt

Bay hơi nước bằng năng lượng mặt trời được coi là một trong những công nghệ bền vững và thân thiện nhất với môi trường. Để đạt được hiệu suất bay hơi tốt cần có sự kết hợp giữa vật liệu có hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt và cấu trúc bay hơi tốt. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng carbon nanodots làm vật liệu quang nhiệt được chế tạo từ urea và acid citric bằng phương pháp thủy nhiệt. Đồng thời, xơ mướp với các ưu điểm như vận chuyển nước tốt và carbon nanodots có thể gắn lên dễ dàng đã được lựa chọn làm cấu trúc bay hơi. Kết quả cho thấy, vật liệu carbon nanodots thu được có kích thước trung bình nhỏ hơn 5 nm, có vùng hấp thụ tốt trong bước sóng 200-800 nm. Vùng hấp thụ của vật liệu đã mở rộng đến vùng cận hồng ngoại (vùng NIR), tăng khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời để chuyển đổi thành năng lượng nhiệt, từ đó giúp quá trình bay hơi đạt hiệu suất cao. Ngoài ra, cấu trúc carbon nanodots/ xơ mướp cho thấy khả năng tốc độ bay hơi cao đạt 1.25 kg.m^-2h^-1 dưới mật độ công suất chiếu xạ 1 sun (1 kW.m^-2).