TiO2nanorods가 도포된 glassy carbon foam에 대한 태양광 수증기 발생 연구

Abstract

태양광 증기 발생기(Solar steam generator; SSG)는 태양광을 이용하여 식수를 확보하는 방법 중 하나이다. SSG는 기생 열 손실로 인해 AM1.5G 조건 하에서 33.3%의 낮은 에너지 변환 효율을 보였다. 이를 개선하기 위해 기존의 연구들은 열 손실을 최소화하기 위해 주력하였다. 본 연구의 태양광 수증기 발생기는 기존의 단열재를 이용한 부유식 구조와 TiO2 nanorods(TNRs)가 성장된 carbon foam(CF)을 태양광 흡수체로 채택해 제작한다. CF는 높은 태양광 흡수율과 낮은 열전도율에 기인하여 열 확보에 유리하고, TNRs은 CF의 표면에 원활한 물 전달 목적으로 도입했다. 제작된 SSG의 증기 발생량은 보고된 가장 높은 증발률인 3.2 kg/m2h에 근접하다. 위 결과는 부유식 구조로 인한 전도 열 손실의 최소화, CF에 성장된 TNRs를 통해 전달된 물에 의한 대류 열 손실 감소에 의해 야기된다.