淡水短缺是威胁人类社会发展的全球性重大挑战。基于吸附的大气集水通过从空气中提取清洁的水，为解决这一挑战提供了一个有吸引力的绿色途径。然而，吸附剂从干燥空气中捕集水分的能力较弱，装置的水分生产率较低，这是实现高效大气集水的两个长期瓶颈。

近日，上海交通大学王如竹教授，李廷贤研究员报道了通过将氯化锂（LiCl）限制在还原的氧化石墨烯（rGO）和海藻酸钠(SA)基质中，开发了一种垂直排列的纳米复合吸附剂LiCl@rGO-SA。

文章要点

1）LiCl@rGO-SA吸附剂集LiCl的化学吸附、一水LiCl·H₂O的潮解和LiCl水溶液的吸附为一体，吸水率高达自身质量的三倍。此外，得益于rGO-SA基体的垂直排列和层次化的孔隙作为水蒸气转移通道，LiCl@rGO-SA表现出快速的吸附-脱附动力学。

2）研究人员进一步设计了一种可扩展的太阳能驱动的快速循环连续大气水收集器，其具有协同传热和传质增强的功能。采用LiCl@rGO-SA的水收集器每天可实现8次连续集水循环，干燥空气中的超高产水率高达2120 mL_water kg_sorbent^-1 day^-1，且不消耗任何其他能源。

这种高性能纳米复合吸附剂和可伸缩的大气水收集器为高效地从空气中提取水提供了一种低成本和有前途的策略。

参考文献

Jiaxing Xu, et al, Ultrahigh solar-driven atmospheric water production enabled by scalable rapid-cycling water harvester with vertically aligned nanocomposite sorbent, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE01723C

https://doi.org/10.1039/D1EE01723C