由國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦、浙江大學(xué)能源工程學(xué)院承辦、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能源與動力工程學(xué)院協(xié)辦的“第十二屆太陽能熱利用科學(xué)技術(shù)研究生論壇”定于5月26~27日（周四~周五）在線召開。論壇旨在為加強(qiáng)各高校和科研院所在太陽能熱利用科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的交流和合作，推動我國太陽能熱利用科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，同時也為廣大研究生們搭建一個展示自我的平臺。49位研究生圍繞“太陽能中低溫?zé)崂眉夹g(shù)”、“光熱及熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)”等主題進(jìn)行報告交流，得分排名前6位的研究生將獲得“優(yōu)秀報告”證書。在本次報告中，我校上海先進(jìn)熱功能材料工程技術(shù)研究中心于偉教授指導(dǎo)的研究生，最終獲得三等獎。此次參會研究生們的優(yōu)秀報告如下：
高婧瓊：納米流體的光熱特性一直是DASCs研究的熱點。目前，納米流體在中溫領(lǐng)域的應(yīng)用研究較少。低比熱容的液體在相同的太陽輻射下可以達(dá)到更高的溫度，這擴(kuò)展了納米流體在中溫領(lǐng)域下的應(yīng)用。本工作提出將尿素/氯化膽堿(ChCl)低共熔溶劑(DES)作為一種新的基液。與水相比，該DES具有較高的沸點和較小的比熱容，在DASCs中表現(xiàn)出更好的光熱性能。采用加熱法制備DES，其光熱轉(zhuǎn)換率能達(dá)到56.9%，比水和乙二醇(EG)的光熱轉(zhuǎn)換率分別高出36.4%和11%。實驗研究表明，40 ppm DES基石墨烯納米流體的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)94.3%，當(dāng)太陽輻射提高到2000 W·m-2時，其最高溫度可達(dá)115℃。此外，DES基石墨烯納米流體表現(xiàn)出極大的穩(wěn)定性，在45天內(nèi)不會發(fā)生沉淀。這些研究驗證了DES基石墨烯納米流體具有較高品位能，從而擴(kuò)大了低共熔溶劑基納米流體的應(yīng)用范圍。
蔣港凱：基于團(tuán)隊多年研究光熱轉(zhuǎn)換材料和膜蒸餾系統(tǒng)的基礎(chǔ)，我們設(shè)計了一種新型太陽能膜蒸餾系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用膜蒸餾產(chǎn)水效率高技術(shù)簡單的優(yōu)勢，同時利用太陽能進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換來進(jìn)一步降低膜蒸餾的能源消耗成本，以此來達(dá)到低成本和高回收率的效果。該系統(tǒng)裝置包括一個進(jìn)水回路，一個產(chǎn)水回路以及一個DCMD模塊。太陽光照射進(jìn)料液，進(jìn)料液中的吸光粒子吸收太陽光，并將太陽光轉(zhuǎn)換成熱量來加熱進(jìn)料液，而產(chǎn)水回路里的去離子水經(jīng)冷凝，溫度維持在一定的水平，使的DCMD模塊中的膜兩側(cè)存在溫度壓力差，從而使得進(jìn)料液中的水蒸氣透過疏水膜，而鹽分子被疏水膜阻擋，以此達(dá)到脫鹽的目的。
高歡：淡水資源短缺是我國沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉面臨的主要問題。太陽能驅(qū)動的界面脫鹽被認(rèn)為是一種高效和可再生的技術(shù)，在緩解水資源短缺方面具有巨大潛力。然而，間歇性的太陽照射和連續(xù)脫鹽過程中的鹽分沉積所造成的能源效率減弱，大大限制了其實際應(yīng)用。因此，迫切需要尋求高效、低成本和可持續(xù)的海水淡化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉。本文提出了一種基于相變材料耦合界面蒸發(fā)的海水直接灌溉式太陽能種植系統(tǒng)。首先，我們選擇MXene負(fù)載到去木質(zhì)素氣凝膠上作為光熱蒸發(fā)層，去木質(zhì)素氣凝膠作為水輸運基質(zhì)，其次，通過耦合相變材料作為儲能單元，可以有效地回收蒸發(fā)器過熱的廢熱。形成了光熱蒸發(fā)層+水輸運基質(zhì)+儲能單元的“三明治結(jié)構(gòu)”。為了獲得最大的蒸發(fā)效率，我們對橋式和浮動式結(jié)構(gòu)進(jìn)行了傳熱學(xué)模擬。該系統(tǒng)實現(xiàn)了光熱轉(zhuǎn)換、余熱儲存/釋放和先進(jìn)的能源管理過程，實現(xiàn)多云天氣間歇性太陽能照射下的穩(wěn)定脫鹽提供了一個非常有前景的途徑。接著我們把界面蒸發(fā)與海水直接灌溉式太陽能種植系統(tǒng)相結(jié)合，使得海水淡化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉，達(dá)到成本低、能耗低、節(jié)能、節(jié)水的效果，緩解了我國農(nóng)業(yè)水資源短缺的現(xiàn)狀。在實際天氣條件下，該系統(tǒng)的水蒸發(fā)速率高達(dá)2.0 kg·m-2·h-1，淡水收集量可達(dá)8
kg·m-2·day-1，具有廣闊的應(yīng)用前景。
邵斐龍：作為典型的吸收式太陽能集熱器，直接吸收式太陽能集熱器在太陽能利用方面顯示出巨大的潛力。然而，由于太陽能的不穩(wěn)定性和不連續(xù)性，熱源輸出難以持續(xù)。將DASCs系統(tǒng)與相變材料(pcm)儲能系統(tǒng)結(jié)合在一起的直接太陽能儲能系統(tǒng)是一種很有吸引力的儲能系統(tǒng)。在目前的工作中，以生物質(zhì)多孔碳(PC)為太陽能吸收材料，以己二酸(AA)為pcm，在太陽能直接儲能系統(tǒng)中實現(xiàn)了太陽能收集、光熱轉(zhuǎn)換和長期儲能的一體化。AA+7wt%PC的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)93.83%。AA+7wt%PC的熱導(dǎo)率為1.18 W/(m·K)，比純AA (0.45 W/(m?K))提高149%。pc - cpcm具有無過冷、儲能密度可達(dá)195.05 J/g的優(yōu)點。環(huán)保型、廉價的生物質(zhì)多孔碳基復(fù)合材料直接封裝太陽能儲能系統(tǒng)為太陽能的高效利用開辟了新的途徑。它能滿足不受天氣條件和時間影響的熱能需求。
朱黎恒：傳統(tǒng)能源供需日益緊缺，太陽能作為一種清潔能源逐漸受到研究者的重視。將太陽能以熱能的形式直接儲存可以解決當(dāng)前能源短缺問題，提高能源利用效率。二維金屬碳化物或氮化物（MXene）由于其多功能的表面化學(xué)、層狀結(jié)構(gòu)和獨特的吸光度為其在光熱領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注。在本研究中，通過將MXene與聚酰亞胺相結(jié)合，采用定向冷凍方法構(gòu)建具有垂直排列結(jié)構(gòu)的氣凝膠，真空浸漬聚乙二醇獲得具有光-熱-電轉(zhuǎn)換的復(fù)合相變材料。相較于隨機(jī)排列結(jié)構(gòu)，具有垂直排列的復(fù)合相變材料表現(xiàn)出更高的導(dǎo)熱性和光熱轉(zhuǎn)換，其熱導(dǎo)率達(dá)到1.61 W/（m·K），光熱轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)95.5%，具有31.6 W/m2的最大光-熱-電能轉(zhuǎn)換輸出功率。這項工作具有小體積、無污染等特性，在太陽能存儲和熱能利用具有廣闊的應(yīng)用前景。
駱榮榮: 使用具有高儲能密度的相變材料（PCMs）是解決太陽能不均勻和不連續(xù)問題的理想方法。目前常見的相變介質(zhì)主要為低溫固液相變材料（SL-PCMs），存在易泄漏、導(dǎo)熱系數(shù)（TC）低、光熱轉(zhuǎn)換性能低等缺點。針對這些問題，本文提出了以季戊四醇（PE）作為固-固相變蓄熱介質(zhì)，沒食子酸改性石墨烯納米片（GNPs）作為光吸收劑和導(dǎo)熱填料的研究思路。結(jié)果表明，含15wt% GNPs的復(fù)合相變材料（CPCMs）光熱轉(zhuǎn)換效率最高，達(dá)到93.86%，比PE高247.76%，相變潛熱為190.88J/g。與PE(TC為1.02 W/(m·K))相比，15wt% GNPs-CPCMs的TC達(dá)到3.86 W/(m·K))，提高了278.43%。同時，它們的相變溫度保持在185℃左右的中高溫，UV–vis-NIR光譜表明CPCMs在可見光下也具有較高的吸光度。這表明具有高吸光度和TC的固固復(fù)合相變材料（SS-CPCMs）為太陽能光熱轉(zhuǎn)換和存儲提供了新的途徑。
