上海交大王如竹教授團隊在Joule期刊上發表「空氣取水技術進展與...

2021-01-08 上海交通大學新聞網

近日，機械與動力工程學院製冷與低溫工程研究所王如竹教授團隊在Cell Press旗下期刊Joule發表綜述文章，聚焦全球性的缺水問題，指出空氣取水技術是潛力巨大的解決方式。文章題為「Progress and expectation of atmospheric water harvesting」，第一作者是塗耀東，通訊作者是王如竹教授。文章總結了三大類取水方式的研究進展及其應用所面臨的技術挑戰，並對空氣取水技術的未來發展提供了指導性建議。

 

空氣中蘊含著總量巨大的水分，將溼空氣中的水分捕獲，冷凝得到液態水便是空氣取水的工作原理。空氣取水技術包括直接取水（收集霧水或露水）、水蒸氣濃縮取水（膜分離或乾燥劑吸附）以及集成系統取水（吸附熱泵的水蒸氣濃縮過程或冷卻過程取水）三種方式。文章指出，太陽能驅動的基於吸附的主動式冷凝取水技術是未來最具潛力的取水技術，具有系統緊湊、效率高和適應性廣泛的特點。文章對該取水技術的系統設計提供了建議，並進一步提出了兩種新型太陽能空氣取水系統：太陽能熱水驅動的、帶熱回收的水冷系統，以及太陽能光伏驅動的乾燥劑強化熱泵系統。這兩種系統的重要部件是表面噴塗乾燥劑的儲溼換熱器，這是王如竹教授研究團隊提出的一種兼具溼度和溫度處理功能的新型換熱器，相關研究成果於2017年發表在Scientific Reports上。

文章還展望了空氣取水技術的應用前景，指出空氣取水技術並不僅僅應用在傳統的飲水和灌溉領域，還可以在蒸發冷卻，例如電子器件冷卻、熱電廠冷卻和建築被動冷卻等領域得到應用。該研究工作得到國家自然科學基金重點項目（51336004）和國家自然科學基金創新研究群體科學基金（51521004）的支持。 

附：《Joule》期刊簡介
《Joule》期刊是世界權威學術雜誌之一《細胞》（Cell）於2017年創立的姊妹刊，主要發表能源領域中的最新研究發現和科研進展，涉及電池、催化、太陽能、生物能源、熱傳遞等相關領域。

論文連結： Tu yaodong, Wang Ruzhu, Zhang Yannan & Wang Jiayun. Progress and Expectation of Atmospheric Water Harvesting, Joule (2018), https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.07.015

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