Pyrolysis is an emerging technology for the disposal of huge amounts of sewage sludge. However, the thermochemical decomposition mechanism of organic compounds in sludge is still unclear. We adopt a novel online TG-FTIR-MS technology to investigate the pyrolysis of sludge. The sludge samples were pyrolyzed from 150 to 800 °C with heating rates of 10, 50, and 200 K min–1. We found for the first time that the heating rate of pyrolysis can significantly change the species of liquid organic compounds produced, but cannot change the gaseous species produced under the same conditions. The contents of produced gas and liquid compounds, most of which were produced at 293–383 °C, are influenced by both the heating rate and temperature of pyrolysis. The results also showed that heterocyclic-N, amine-N, and nitrile-N compounds are obtained from the decomposition of N-compounds in sludge, such as pyrrolic-N, protein-N, amine-N, and pyridinic-N. Heterocyclic-N compounds are the dominant N-containing products, which can be due to the thermochemical decomposition of pyridine-N and pyrrole-N, whereas fewer amine-N compounds are produced during the pyrolysis. A mechanism for the decomposition of N-containing compounds in sludge is proposed based on the obtained data.

Abstract The intensifying energy crisis has made it urgent to develop robust and reliable next‐generation energy systems. Except for conventional large‐scale energy sources, the imperceptible and randomly distributed energy embedded in daily life awaits comprehensive exploration and utilization. Harnessing the latent energy has the potential to facilitate the further evolution of soft energy systems. Compared with rigid energy devices, flexible energy devices are more convenient and suitable for harvesting and storing energy from dynamic and complex structures such as human skin. Stretchable conductors that are capable of withstanding strain (≫1%) while sustaining stable conductive pathways are prerequisites for realizing flexible electronic energy devices. Therefore, understanding the characteristics of these conductors and evaluating the feasibility of their fabrication strategies are particularly critical. In this review, various preparation methods for stretchable conductors are carefully classified and analyzed. Furthermore, recent progress in the application of energy harvesting and storage based on these conductors is discussed in detail. Finally, the challenges and promising opportunities in the development of stretchable conductors and integrated flexible energy devices are highlighted, seeking to inspire their future research directions.

In this study, a comprehensive loose fouling model is established to investigate the fouling characteristics of fly ash on serrated spiral finned tube heat exchangers. This model considers the energy change during particle collision, the velocity change after particle rebound and slip, and the amplification of fouling time under mixed particle sizes. The results show that the fouling position, morphology, and height obtained by the theoretical model agree well with the experiments. Besides, the serrated spiral fin is the main fouling position due to its high fin ratio and the strong disturbance effect. The 5 μm particles have the highest deposition rate, and fine particles tend to adhere to the second row of finned tubes due to the consumption of initial kinetic energy by the first row. With an increase in fin height by 6 mm, the deposition rate only increases by 1.2 %, while an increase in sawtooth height by 5 mm results in a deposition rate increase of 14.3 %. When the flue gas velocity is less than 7 m/s, finned tubes arranged in a staggered configuration provide the best combination of heat transfer, flow resistance, and anti-ash accumulation performance.

Solar desalination shows promise in tackling freshwater shortages, but challenges arise from the trade-off between water transportation and heat supply, affecting evaporators' efficiency and salt resistance. Additionally, intermittent nature of solar radiation significantly diminishes overall evaporative performance. This study presents dual-gradient heating solar evaporator for efficient desalination. Dual-gradient heating is enabled through wettability difference (hydrophilicity aerogel and hydrophobicity film) and difference in phase transition temperature of phase change material, thus, effective heat supply can be provided to evaporation layer consisting of vertically oriented phase-change aerogel by surrounding heating layer consisting of phase-change film, with and without solar radiation. Employing this design, evaporator demonstrates industry-leading comprehensive performance in practical use. Under one sun illumination, evaporation rate achieves 6.84 kgm-2h-1 in 5.0 wt% salinity, with efficiency of 90.9%. In darkness, evaporation rate remains high at 2.61 kgm-2h-1 (30 minutes). Moreover, evaporator exhibits outstanding solar energy storage capacity and long-term stabe evaporative performance and salt resistance for 7-day testing. Furthermore, evaporator successfully produces freshwater from real Bohai Sea water under weak outdoor lighting, addressing recommended daily intake of water for 2.5 households. This work introduces new perspective for maximizing utilization of solar energy for seawater desalination and overcoming intermittent solar radiation.

Solar-driven desalination is a promising strategy to alleviate the water crisis.