采用阶梯电流控制技术调控Cu(OH)2/CuO串联纳米结构的演化，以实现高效的光热转换

《Small Methods》：Stepped-Current-Controlled Evolution of Cu(OH)2/CuO Tandem Nanostructure for Efficient Photothermal Conversion

垂直排列铜氧化物涂层的制备及其高效光热性能研究。通过电化学阳极氧化在铜表面制备分层结构铜氧化物，实现200-1200nm波段强光吸收。涂层使铜管内水温在20分钟内升至102.6℃，较未涂层提高42.3%，在冷冻条件下冰层融化时间缩短至700秒，较纯铜缩短41.7%。光热转换效率达73.6%，较铜本身提升2倍，为海水淡化、蒸发发电等应用提供新方案。

　　

摘要

光热转换是当前能源系统的一个重要补充技术，它能够将阳光转化为热能。铜是一种优良的热导体，但在太阳光谱范围内的吸收能力有限，即使经过氧化层处理和退火处理后也是如此。本文通过电化学阳极氧化方法在铜表面制备了垂直排列的铜氧化物。电流的瞬态变化形成了独特的阶梯状结构，这一结构演变过程是从双层结构（即Cu(OH)₂纳米线位于CuO纳米片之上）逐渐转变为单层CuO纳米片。未经处理的CuO纳米片在200–1200纳米波长范围内具有很强的光吸收能力。在阳光照射下，带有CuO涂层的铜管内水的温度在20分钟内可升高至102.6°C，而未涂层的铜管内水的温度仅升高至60.6°C。在冰冻条件下，CuO纳米片也能在700秒内快速实现除冰，相比之下，未经处理的铜则需要1200秒。这归因于CuO涂层高达73.6%的光热转换效率，其效率是铜的两倍多。这种光热涂层在海水淡化、利用蒸发产生电能、氢气生成反应等领域具有广泛的应用前景。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。