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解决淡水资源短缺：提高10倍！高效大气集水的AWH器件！

来源：时间：2023-07-25 15:40:48 浏览：994次

第一作者：Xinzhe Min和Zhen Wu

通讯作者：朱嘉教授

通讯单位：南京大学

DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00682

01

研究背景

传统大气集水（AWH）技术主要包括三个步骤：（1）通过吸附材料吸附大气中水蒸汽；（2）热驱动解吸；（3）冷驱动冷凝生水。然而，AWH技术的单位器件质量产水量低、能耗高，限制了其在便携式淡水补给中的应用。为实现便携式水净化器的应用，需要考虑和改进单位器件质量的产水量（WPD），需要在材料和系统水平上取得进步。单独的能量输入不仅增加了能量消耗，而且还需要一个额外的散热系统来从TEC的热区散热，导致重量大，WPD低，能耗高。基于此，南京大学朱嘉教授团队报告了一种基于TEC驱动的集成加热/冷却热设计的便携式高产能AWH器件，该设备由热定制的水凝胶吸附剂实现。

02

文章要点

要点1：研究展示了一种基于集成加热/冷却组件以及热定制水凝胶吸附剂的便携式高产能AWH设备。

要点2：基于器件和材料的热设计，在80% RH下实现了0.18 L kg_device^-1 h^-1的总WPD，几乎比相同能量输入的传统设计高出一个数量级。

要点3：采用高导热的氧化石墨烯掺杂海藻酸钠水凝胶作为吸附剂，与TEC的热区紧密结合，有效带走热量，实现TEC的快速解吸和温度控制。

03

图文展示

图1.热定制GO/SA/LiCl水凝胶的TEC驱动AWH装置的示意图

图2.氧化石墨烯/SA/LiCl水凝胶制备工艺及表征

图3. TEC驱动水凝胶解吸性能的模拟与实验结果

图4 基于GO/SA/LiCl水凝胶的TEC驱动AWH器件的应用

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