最近的研究表明,可以在干旱地区,利用基于吸附的太阳能热驱动大气集水(AWH)技术以生产水,但目前其日水分生产(LMD)(L/m2/天)仍然很低。
近日,美国麻省理工学院Evelyn N. Wang报道了开发并测试了一种传输优化的双级AWH器件。
文章要点
1)该装置通过在单个太阳能吸收器下使用两个吸附层用于装置热输入,在单个冷凝器下用于装置散热来运行。虽然吸附过程的缓慢动力学限制了太阳能热器件的LMD,但双级设计使用了两个优化的层来获得更高的LMD。尽管顶级的冷凝潜热被回收,用来帮助底级的解吸,也可以提高热效率,但对单个日循环设备而言,最相关的指标是日用水生产率。由于解吸速率依赖于吸附剂中水蒸气的浓度,优化单个日循环设备的效率并不会导致最大产量,因此LMD更重要。
2)研究人员在室外实验中,展示了一种基于商用沸石(AQSOA Z01)的两级集水装置,并在自然、非集中的阳光下进行再生,每天可获得0.77 L/m2的产水量。研究模型表明,通过修改设计进一步提高顶级温度,可以实现单级配置日生产率的大约两倍。
这种双级器件结构设计是实现高性能、可扩展和低成本太阳能AWH的一种很有前途的途径。
LaPotin et al., Dual-Stage Atmospheric Water Harvesting Device for Scalable Solar-Driven Water Production, Joule (2020)
DOI:10.1016/j.joule.2020.09.008
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.09.008