限域效应对 TiN 溶液太阳能热加热过程的影响

我们提出一种理论方法来定量描述分散 TiN 纳米颗粒水溶液在太阳光照下的加热过程。在考虑容器对太阳吸收的限制效应时，计算了具有不同 TiN 纳米颗粒浓度的溶液的温度梯度。我们发现，随着纳米颗粒浓度的增加，太阳辐射进入溶液的平均穿透深度显著减小。在高浓度下，我们的数值结果表明光子局域在溶液表面附近。此外，利用汽-液界面的热能平衡方程来描述太阳能蒸汽的生成。温度上升和汽化质量损失的理论时间依赖性与实验一致。我们的计算有力地证明，与随机分散的纳米颗粒相比，在汽-液界面处显著局域化的加热是浮动等离激元膜更高效蒸汽生成过程的主要原因。经过验证的理论模型表明，我们的方法可应用于新的预测和其他实验数据的描述。