Angew: 高熵合金纳米粒子增强带间跃迁用于有效光热转换

ivvi

2021-10-04

具有宽带光吸收和高转换效率的光热材料是目前研究的热点，将光热转换材料应用于研究太阳能蒸汽发电正在引起人们越来越多的兴趣。最大限度地提高光热转换效率的关键在于如何实现整个太阳光谱的能量转换(250-2500 nm)。目前的研究大多集中在紫外光到可见光的光谱范围内，而其他能量则被浪费了。有鉴于此，东北大学和杭州电子科技大学的Xuefeng Zhang以及中国药科大学Bo Xu等提出了一种利用d-d带间跃迁优化光热转换材料的策略，所获得的前所未有的高熵合金FeCoNiTiVCrCu纳米颗粒具有广泛的光吸收和高转换效率。

本文要点：

1）研究发现，该高熵合金纳米粒子可以实现良好的太阳能收集性能，在费米能级(±4 eV)以下和以上的能量区域被三维过渡金属完全填充，它可以实现了整个太阳光谱(波长为250 - 2500 nm)的平均吸光度大于96%。

2）计算发现，该材料具有优异的光热转换效率和蒸发速率。由于其显著的全光捕获和超快的局部加热，该高熵合金纳米颗粒太阳能蒸汽发生器在一次太阳照射下的效率超过98%，同时蒸发率可高达2.26 kg m^-2 h^-1。

Yixing Li, Yijun Liao, Jian Zhang, et al. High-Entropy-Alloy Nanoparticles with Enhanced Interband Transitions for Efficient Photothermal Conversion. Angew (2021).

DOI: 10.1002/anie.202112520

https://doi.org/10.1002/anie.202112520