四川
研究背景
随着全球对化石燃料依赖程度的日益加深，能源安全和生态环境可持续发展面临严峻挑战。太阳能作为一种清洁能源，由于其丰富性和可再生性，可远远超过人类的能源需求。因此，充分开发太阳能资源，不仅可以有效减少人类对不可再生能源的依赖，而且可以缓解世界能源危机。“光热材料可直接将光转化为热，常用于太阳能集热器和热能发电。清洁高效的光热转换过程不产生二氧化碳等温室气体，减少了环境污染，缓解了气候变化的影响。因此，与传统的化石燃料相比，光热材料具有更多的环境优势，并在全球范围内推动向低碳经济的转型。与光伏技术相比，热力技术在储热和持续供能方面表现优异，同时在运行过程中提供稳定的热、电输出。一旦成熟，该技术可以满足工业和社区的能源需求，支持可持续发展，解决能源危机。
相关成果以“Biomimetic urchin-like structure of Re/ReS2/ZnS/NDC for high performance photothermal water evaporation and electricity generation”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。（JCR一区，中科院一区TOP，IF＝13.3）
研究结论
采用水热法合成了具有海胆状仿生结构的ReS2@ZIF-8，并将其包覆在金属有机骨架材料ZIF-8的表面。在ZIF-8表面均匀生长的ReS2纳米片增强了对太阳光的广泛吸收，拓宽了光谱吸收。随后的高温处理制备了新型的具有层状互连异质结构的Re/ReS2/ZnS/NDC复合材料，该材料具有增强的光吸收和优异的光热转换性能。在1个太阳的照射下，它的水分蒸发率达到3.15 kg·m−2·h−1，是纯水蒸发率的4.9倍。当与热电（TE）模块集成时，Re/ReS2/ZnS/NDC材料在1个太阳下产生2.40 W·m−2的功率密度。这一工作展示了仿生结构复合材料在光热转换领域的巨大潜力。
研究数据
图1.(a)制备ReS2@ZIF-8和Re/ReS2/ZnS/NDC的示意性流程图。(b)~（e）分别获得了低倍和高倍的SEM图像、在边缘区域获得的TEM图像、在ReS2@ZIF-8标记区域获得的HR-TEM图像。(f)~（g）Re/ReS 2/ZnS/NDC的低倍和高倍SEM图像，以及（h）单个微球的元素映射图像。
图2.(a)Re/ReS2/ZnS/NDC、ReS2@ZIF-8和ReS2的XRD图和（B）拉曼光谱。(c)在ZIF-8和Re/ReS2/ZnS/NDC上的ReS2的FTIR光谱。(d)不同样品中Re 4f，S 2p和Zn 2p轨道的~（f）XPS高分辨谱图。
图3.(a)ZIF-8、ReS2@ZIF-8和Re/ReS2/ZnS/NDC的紫外-可见-近红外光吸收。(b)ZIF-8、ReS2@ZIF-8和Re/ReS2/ZnS/NDC的不同PVA膜的光热性能。(c)ReS2@ZIF-8的II型配置示意图。(d)研究了Re/ReS2/ZnS/NDC体系中ReS2/ZnS界面的电子局域化函数和电子密度差。Re：黑色，S：粉红色，Zn：灰色球体。(f)与Re/ReS2/ZnS/NDC的光相互作用的示意图。
图4.(a)在蒸发过程中拍摄的照片。(b)水的质量变化和（a）不同蒸发器的蒸发速率。(d)开路电压和（e）不同TE器件的平均功率密度。(f)Re/ReS2/ZnS/NDC PVA与近年来报道的其他文献的蒸发速率和电功率密度的比较，详见表S1。(g)在1个太阳辐照下，不同TE器械表面的实时红外图像。
图5.(a)Re/ReS2/ZnS/NDC PVA膜TE模块的开路电压（红线）和表面温度（蓝线）在循环中。(b)（c）Re/ReS 2/ZnS/NDC PVA薄膜在不同光强下的TE模功率密度。(d)Re/ReS2/ZnS/NDC PVA膜的TE模块驱动的风扇分别在2和3个太阳下的真实的照片。
原本链接
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.160550
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