无能耗空气水捕获

成果介绍

水资源匮乏是全球绿色可持续发展面临的重大问题之一。地球周围空气中的水含量预计有1300万亿升，相当于全球湖泊淡水总含量的10[%]。对于这一“零成本”资源的综合利用，一方面，将有效缓解淡水资源短缺问题；另一方面，将实现对空气湿度的调控，为人类活动和生活居住提供舒适的空间，并改变人类的生存方式。

基于上述挑战，本项目拟研制基于超强吸水二维纳米片的无能耗空气水捕获材料，并搭建相关水捕获装置。在水捕获装置中，超强吸水二维纳米片可以高效、主动地吸附空气湿度中的水分，吸附饱和后，在太阳光的照射下，吸附水将蒸发释放并收集，从而实现可循环的、无额外能量输入的空气水捕获。

技术创新点及参数

本项目的技术优势在于，超强吸水二维纳米材料的空气水捕获容量达自身重量的658[%]，且捕获水可以在45ºC左右（即太阳光触发下）解吸，从而实现了理想的、无额外能量输入的、淡水捕获和供给。在理想情况下，1Kg超强吸水二维纳米材料可以在1天之内捕获21.5L的安全淡水。

此外，本项目的超强吸水二维纳米材料可以用于研制可旋转湿度控制玻璃窗。玻璃窗朝空间内的一侧旋涂超强吸水二维纳米片，在调节空间内湿度达到一定程度后，180度旋转玻璃窗，空间外的太阳光将刺激吸附水的释放，从而实现了一种无能耗的空间内湿度可循环控制策略。这种湿度控制玻璃窗对未来的建筑设计、武器装备等领域将产生颠覆性影响。

市场前景

目前国内外研究的空气水捕获材料主要存在吸附量低、循环利用能耗高、材料制备复杂等缺点，本项目的超强吸水二维纳米片将有效弥补这些缺点，实现安全、绿色、无能耗的空气水捕获挑战目标，并实现产业化生产和应用。这一装置将为军民在山区、沙漠、海洋等安全淡水资源短缺地区提供一种简便高效的无能耗淡水供给策略。