近日,我院张华教授团队联合上海交通大学王如竹教授团队在Cell Reports Physical Science上发表了题为“Global water yield strategy for metal–organic frameworks assisted atmospheric water harvesting”的研究论文。文章报道了吸附式空气取水在全球的应用潜能,并根据实际地域不同气候对MOF取水技术进行全球部署。该论文是我院与上海交通大学联合研究成果,我校为第一单位,我院王佳韵副教授为通讯作者与第一作者,研究生应汶峻与上海交通大学华凌佶博士为共同一作,张华教授为联合作者,王如竹教授为共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金面上项目(NO. 52376203),国家自然科学基金青年项目(NO.52006145)、上海市晨光项目(NO.19CG54)、上海市青年英才计划扬帆项目(NO.20YF1431500)的资助。
图1. 全球取水潜能概念图
时至今日,淡水短缺仍然是一个全球性的挑战。吸附式空气取水是一种新兴的缓解淡水短缺的技术,然而吸附剂在实际地点运行效果不如预期,这直接阻碍了技术的落地应用及推广。因此,非常有必要结合特定地域特定气候,从系统的角度制定空气取水系统的评价标准,并在实际的全球气候条件下对吸附剂的性能进行区域化的准确评估。
因此,本文分别从取水能力和能量需求两方面入手,基于热力学、气象学理论建立了可靠的取水系统模型,对金属有机框架(MOFs)进行全球应用潜力分析;结合全年高分辨率全球气象数据,为MOFs空气取水装置的高效部署提供了指导。最终建立了吸附剂适用基准,可为特定地区特定气候的吸附式空气取水技术提供了评估,并证明了空气取水技术在干旱地区的可靠性。
图2. 被动式系统的全球潜能以及对应的最优MOFs
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101742