近日，我院張華教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)王如竹教授團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞通訊·物理科學(xué)》（Cell Reports Physical Science）上發(fā)表了題為“基于金屬有機(jī)框架材料的吸附式空氣取水全球高效運(yùn)行策略”（Global water yield strategy for metal–organic frameworks assisted atmospheric water harvesting）的研究論文，我校能動(dòng)學(xué)院王佳韻副教授、研究生應(yīng)汶峻與上海交通大學(xué)華凌佶博士為共同第一作者，王佳韻為通訊作者，上海理工大學(xué)為第一單位，張華教授為聯(lián)合作者，王如竹教授為共同通訊作者。文章報(bào)道了吸附式空氣取水在全球的應(yīng)用潛能，并根據(jù)實(shí)際地域不同氣候?qū)饘儆袡C(jī)框架取水技術(shù)進(jìn)行全球部署。
時(shí)至今日，淡水短缺仍然是一個(gè)全球性的挑戰(zhàn)。吸附式空氣取水是一種新興的緩解淡水短缺的技術(shù)，然而吸附劑在實(shí)際地點(diǎn)運(yùn)行效果不如預(yù)期，這直接阻礙了技術(shù)的落地應(yīng)用及推廣。因此，非常有必要結(jié)合特定地域特定氣候，從系統(tǒng)的角度制定空氣取水系統(tǒng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)際的全球氣候條件下對吸附劑的性能進(jìn)行區(qū)域化的準(zhǔn)確評估。
該研究分別從取水能力和能量需求兩方面入手，基于熱力學(xué)、氣象學(xué)理論建立了可靠的取水系統(tǒng)模型，對金屬有機(jī)框架(MOFs)進(jìn)行全球應(yīng)用潛力分析；結(jié)合全年高分辨率全球氣象數(shù)據(jù)，為金屬有機(jī)框架空氣取水裝置的高效部署提供了指導(dǎo)。最終建立了吸附劑適用基準(zhǔn)，可為特定地區(qū)特定氣候的吸附式空氣取水技術(shù)提供了評估，并證明了空氣取水技術(shù)在干旱地區(qū)的可靠性。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、上海市晨光項(xiàng)目、上海市青年英才計(jì)劃揚(yáng)帆項(xiàng)目的資助。
全球取水潛能概念圖
被動(dòng)式系統(tǒng)的全球潛能以及對應(yīng)的最優(yōu)MOFs
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101742
供稿：能動(dòng)學(xué)院
