石(shi)墨烯具(ju)有(you)(you)寬帶吸(xi)收和優異的光(guang)熱特性(xing)的優點,并且具(ju)有(you)(you)有(you)(you)望作為(wei)重(zhong)要(yao)的太陽能(neng)-熱能(neng)轉換(huan)材(cai)料(liao)。然而,迄(qi)今為(wei)止,具(ju)有(you)(you)卓越的全向光(guang)收獲性(xing)能(neng)的石(shi)墨烯太陽能(neng)熱材(cai)料(liao)仍然難以制備。
北京大學劉忠范院士和(he)彭海琳教授(shou)課(ke)題組使用等離子體(ti)(ti)增強化學氣(qi)相沉積(ji)法(PECVD),制備出了具有分層結(jie)(jie)構(gou)的(de)多級(ji)(ji)石(shi)墨烯泡沫,即三(san)維(wei)石(shi)墨烯骨架(jia)(Gfoam)表面(mian)分布(bu)垂(chui)直(zhi)石(shi)墨烯納米片(H-Gfoam)。獨特的(de)多級(ji)(ji)結(jie)(jie)構(gou)使得光(guang)相干長度增加;且光(guang)在結(jie)(jie)構(gou)內部發生多次反射(she),使得捕獲(huo)的(de)光(guang)其表面(mian)的(de)任(ren)意角度都(dou)被充分吸收,降低了反射(she)率(lv),因(yin)而整體(ti)(ti)光(guang)熱轉換效率(lv)可以高(gao)達93.4%。
圖(tu):三維/二(er)維復合多級石墨烯泡沫(mo)用(yong)于光熱轉(zhuan)換原理圖(tu)
在太陽能(neng)驅使(shi)下(xia),多級石墨烯(xi)泡沫可(ke)作(zuo)為(wei)光吸收劑(ji)和加(jia)熱器應用(yong)于海(hai)水淡(dan)化處理(li),轉換(huan)效(xiao)率高(gao)達91.4%,且具有優異的(de)穩定性和抗腐蝕性。相關成果發表在《先進材料》雜志上(shang)。