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蘇州大學方劍教授團隊 AFM:可調水流的織物基水電聯產系統
2024-04-18  來源:高分子科技

  能源資源的枯竭對人類健康和社會發展構成重大威脅,傳統能源和淡水資源正面臨巨大的消耗。通過清潔和綠色方法生成電力和淡水資源是一個很有前景的可行解決方法。水伏發電具有工藝便捷、輸出高效、水源廣泛等特點,具有普遍的適用性。光熱界面蒸發技術因其能夠局域化地將清潔太陽能轉化為熱能而成為一種有前景的淡水制備方法。在光熱界面海水淡化中耦合發電系統形成太陽能蒸汽水電聯產系統(SSEG)是新興的一種清潔供應淡水和電力的方法。



  近日,蘇州大學方劍教授、孫哲博士團隊使用紡織材料為基材,通過加捻和編織技術開發了一種可調節水流的速度、高度、含量的立體編織物來設計新型SSEG系統,同時實現了可持續的水伏發電和淡水收集,發電和蒸發兩功能在相互優化且協同促進(圖1)。作者采用加捻和編織技術制造了CB/PPy負載天絲骨架(CPF)構建SSEG系統(圖2)。纖維加捻可控制纖維間毛細通道的孔隙大小而改變水流速度;編織可使纖維具有不同的纖維密度和分布而改變水流含量/高度;纖維基質內連續、快速、平穩的鹽水循環促進質子、離子遷移,防止鹽堵塞。發電和蒸發雙功能在同一尺度下優化且相互協同促進。在3.5wt%鹽水中和1個標準太陽輻射下,新型SSEG可實現2.38 kg·m-2·h-1的蒸發速率以及0.73 V0.6 μA的輸出電壓和電流。相關研究成果以Fibrous solar evaporator with tunable water flow for efficient, self-operating, and sustainable hydroelectricity generation為題,近期發表在Advanced Functional Materials上,蘇州大學紡織與服裝工程學院博士生葛燦許多為論文第一作者,蘇州大學方劍教授和孫哲博士為該論文的共同通訊作者,相關研究工作受到武漢紡織大學國家重點實驗室劉可帥教授團隊支持。 


圖1 SSEG工作原理和CPF纖維蒸發器陣列示意圖

2. CPF纖維蒸發器的加工方法及制造和特性。


  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202403608


團隊介紹


方劍,蘇州大學紡織與服裝工程學院特聘教授,博士生導師。長期從事功能性纖維材料、柔性可穿戴智能紡織品、和高性能紡織品研究。入選第十五批“海外高層次人才計劃”青年項目,2019年入選姑蘇創新領軍人才計劃,2020年入選江蘇省 雙創人才。現任中國紡織工業聯合會紡織行業智能紡織服裝柔性器件重點實驗室主任,中國紡織工程學會青年工作委員會委員,中國工程院院刊《Engineering》青年通訊專家,《Advanced Fiber Materials》和《eScience》青年編委。迄今已在Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Nature Communications, Nano Energy, Applied Catalysis B: Environmental等國內外學術期刊發表文章90余篇。



孫哲,碩士生導師,江蘇省卓越博士后人才計劃項目獲得者,202106月于四川大學輕工科學與工程學院獲工學博士學位,同年加入蘇州大學紡織與服裝工程學院;目前已發表學術論文20余篇,SCI收錄10余篇,授權發明專利7項;主持江蘇省高校自然科學基金面上項目1項、省部級開放課題2項、企業橫向項目2項以及校級、省部級教改項目各1項。擔任SCI期刊PolymersIF5.0)特刊客座編輯、《印染》雜志青年編委。

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(責任編輯:xu)
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