【项目名称】

“能源-水-空气”交叉研究探索与应用

【项目负责人】

王如竹 

【项目完成人】

王如竹，李廷贤，徐震原，葛天舒，许嘉兴，山訸，高金彤，杜帅，邵昭，王鹏飞 

【项目完成单位】

机械与动力工程学院  

【项目简介】

能源、水和空气是人类赖以生存和发展的物质基础，通过探究“能源-水-空气”的内在关联机制可以高效地协同实现能量管理、水收集和空气调节。项目团队深入系统的开展了“能源-水-空气”的多学科交叉研究，并取得了系列创新成果：（1）提出了吸附式空气取水、热泵、辐射制冷技术的耦合热设计策略，通过对水分-能量热力过程的调控实现炎热干旱地区的可持续制冷和淡水的协同收集，拓展了现有制冷技术的应用范围，为解决干旱地区的温湿度调控和淡水供给提供了一种创新方案。（2）明晰了空气取水过程中的能量输运与物质传输阻力，发现制约材料取水速率的关键在于热质传输的协同强化，首创了双温度梯度诱导冰晶生长合成双定向分级多孔结构吸附材料的热设计方法，实现了兼具低扩散深度和低曲折因子的吸附材料的优化制备。（3）提出了在受限水层中引入温盐对流强化传质的抗结盐策略，突破了太阳能海水淡化技术的性能记录，兼顾了高效率、强稳定性和低成本。此外，采用溶质置换型太阳能蒸馏策略显著拓展太阳能蒸发/蒸馏的应用场景，为实现高效低成本太阳能海水淡化开辟了新路线。在上述前沿研究的基础上开展了产业化探索，团队创立了爱摩威尔科技有限公司，专注于不同场景空气制取饮用水的产品研发、制造、销售和服务，已生产多款空气取水产品，全球全域空气取水解决方案总体覆盖了高温高湿、低温低湿以及极端气候环境地区。从基础理论的原始创新到产业化应用的交叉式发展，团队正以科技之力为全球水资源短缺难题提供上海交大解决方案。 

协同可持续制冷与空气取水新概念

双定向分级多孔复合吸附材料实现可规模化空气取水新方法

团队初创空气取水公司的系列新产品