综述背景

传统化石燃料的短缺和污染问题已引起国际社会的广泛关注。为了应对能源问题的挑战，许多国家开启了新一轮能源革命，制定了碳中和目标。充分发展可再生能源和清洁能源是应对能源和环境问题的重中之重。其中，太阳能具有来源广泛、总量充足、清洁、可持续等优点，受到了广泛的关注和研究。太阳能的利用包括光热、光电、光生物和光化学转换。其中，光热由于成本相对较低且技术较为成熟而应用最广泛。然而，太阳能能量密度相对较低，这成为了制约太阳能光热利用的因素。

纳米流体通常由基液和纳米颗粒组成。高导热性和局域表面等离子体共振（LSPR）效应是纳米流体的特征。与传统流体相比，高导热能力可以满足更高的传热要求，LSPR效应可以拓宽吸收光波段，提高光热效率。近些年，人们对纳米流体在太阳能捕获与储能方面进行了大量的研究，但仍缺乏对不同纳米流体在不同光热器件中的实际应用进展的全面综述。为此，中国矿业大学刘昌会团队综述和讨论了纳米流体在光热转化中的应用，对纳米颗粒光热转化的特性和机理进行了总结和分析，分析了纳米颗粒的结构、化学合成和修饰方法等因素对太阳能热器件效率的影响。对光热转换领域中常用的纳米颗粒类型进行了概述和比较，并介绍了一些有发展前景的新型纳米颗粒。

相关成果以“Recent advances of plasmonic nanofluids in solar harvesting and energy storage”为题，发表于能源存储领域国际期刊《Journal of Energy Storage》(JCR一区，IF= 9.4)

综述结论

本文综述和讨论了纳米流体在光热转化中的应用。在太阳能集热器中，讨论了纳米流体在平板太阳能集热器、直接吸收管太阳能集热器、光伏热系统、真空管太阳能集热器中的应用及不同集热系统中纳米流体的类型与作用，分析了纳米颗粒的结构、化学合成和修饰方法等因素对太阳能热器件效率的影响。同时，还讨论了将纳米流体用于太阳能热蒸发的最新进展，并介绍了纳米流体在太阳池、废热发电、光热治疗、绿色建筑、热电联产等方面的应用。同时，综述了不同类型纳米流体的应用方向如金属纳米流体、碳基材料纳米流体和MXene纳米流体。金属纳米粒子具有良好的LSPR效应，是较好的候选材料但成本高，碳纳米材料颜色深，光学性能好，适合太阳能吸收，但其主要缺点是在高温下分散稳定性差。Ti 3C 2T x是MXene典型的代表，具有优异的太阳能吸收能力，是一种很有前途的太阳能热系统材料。同时，对纳米颗粒光热转化的特性和机理进行了总结和分析，进一步分析了在基液中加入纳米流体后导热系数增加的原因。

综述数据

图1. (a) 本文综述的主要内容。(b) 纳米粒子局部表面等离子体共振效应示意图。

图2. 太阳能集热器分类。

图3. (a) DASC 示意。(b) 光热转换实验装置图和含有银修饰还原GO的异质等离子体纳米流体图。(c) 结合金纳米颗粒的HPs制备示意图。(d) 太阳能热纳米流体的自分散碳颗粒特性和分散机制示意图。

图4. (a) 透明 OHP 示意图。(b) OHP 中使用纳米流体的实验装置示意图。

图5. (a) PVT 系统示意。(b) 基于等离子体纳米流体和二氧化硅气凝胶玻璃的 PVT 系统示意图。

图 6.(a) ETSC 示意图。(b)纳米流体应用于ETSC的实验装置的实际图。

图 7.(a)太阳能蒸发系统示意图。(b)利用太阳能热蒸发的海水淡化装置示意图。(c) 太阳能膜蒸馏示意图。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X23017267#ab0010

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