Abstract This study presents the fabrication of a highly stable Ionic liquid nanofluid (IoNanofluid) without any surfactant application by dispersing 0.5%, 1% and 2% mass fractions of functionalized graphene oxide (GO) nanoparticles in 1-butyl-3-methylimidazolium-bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([Bmim][NTf2]). Various analyses were employed to investigate the chemical structure and morphology of the synthesized nanoparticles. Dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM) results were taken into account to assess the stability of IoNanofluid. Thermophysical properties of the IoNanofluid including density, viscosity, thermal conductivity and specific heat capacity were measured experimentally, and compared with the base fluid's experimental data. The results showed the dramatic improvement of thermal conductivity and specific heat capacity of up to 6.5% and 27%, respectively. Therefore, application of the prepared IoNanofluid in concentrated solar power (CSP) plants as heat transfer fluid (HTF) could lead to enhancement of the overall efficiency of the system. Accordingly, in order to estimate the heat transfer performance of IoNanofluid, Dittus-Boelter, the correlation commonly used for turbulent flow was applied. Compared to the base fluid, the maximum heat transfer coefficient enhancement was 7.2% via application of 0.5% mass fraction of GO nanoparticles. Thus, it seems that GO IoNanofluid at low mass fractions has desirable advantages for using as HTF in CSP plants.

中文翻译：

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氧化石墨烯离子纳米流体作为优良传热流体在聚光太阳能发电厂中的应用

摘要 本研究介绍了通过将 0.5%、1% 和 2% 质量分数的官能化氧化石墨烯 (GO) 纳米颗粒分散在 1-丁基-3-甲基咪唑鎓-双中来制备高度稳定的离子液体纳米流体 (IoNanofluid)。 （三氟甲基磺酰基）亚胺（[Bmim][NTf2]）。采用各种分析来研究合成纳米颗粒的化学结构和形态。考虑到动态光散射 (DLS) 和透射电子显微镜 (TEM) 结果来评估 IoNanofluid 的稳定性。通过实验测量 IoNanofluid 的热物理特性，包括密度、粘度、热导率和比热容，并与基础流体的实验数据进行比较。结果表明，热导率和比热容分别提高了 6.5% 和 27%。因此，将制备的 IoNanofluid 作为传热流体 (HTF) 在聚光太阳能 (CSP) 发电厂中应用可以提高系统的整体效率。因此，为了估计 IoNanofluid、Dittus-Boelter 的传热性能，应用了通常用于湍流的相关性。与基液相比，通过应用质量分数为 0.5% 的 GO 纳米颗粒，最大传热系数提高了 7.2%。因此，似乎低质量分数的 GO IoNanofluid 在 CSP 工厂中用作 HTF 具有理想的优势。将制备的 IoNanofluid 作为传热流体 (HTF) 在聚光太阳能 (CSP) 发电厂中应用可以提高系统的整体效率。因此，为了估计 IoNanofluid、Dittus-Boelter 的传热性能，应用了通常用于湍流的相关性。与基液相比，通过应用质量分数为 0.5% 的 GO 纳米颗粒，最大传热系数提高了 7.2%。因此，似乎低质量分数的 GO IoNanofluid 在 CSP 工厂中用作 HTF 具有理想的优势。将制备的 IoNanofluid 作为传热流体 (HTF) 在聚光太阳能 (CSP) 发电厂中应用可以提高系统的整体效率。因此，为了估计 IoNanofluid、Dittus-Boelter 的传热性能，应用了通常用于湍流的相关性。与基液相比，通过应用质量分数为 0.5% 的 GO 纳米颗粒，最大传热系数提高了 7.2%。因此，似乎低质量分数的 GO IoNanofluid 在 CSP 工厂中用作 HTF 具有理想的优势。应用了通常用于湍流的相关性。与基液相比，通过应用质量分数为 0.5% 的 GO 纳米颗粒，最大传热系数提高了 7.2%。因此，似乎低质量分数的 GO IoNanofluid 在 CSP 工厂中用作 HTF 具有理想的优势。应用了通常用于湍流的相关性。与基液相比，通过应用质量分数为 0.5% 的 GO 纳米颗粒，最大传热系数提高了 7.2%。因此，似乎低质量分数的 GO IoNanofluid 在 CSP 工厂中用作 HTF 具有理想的优势。