科创中国

新能源及节能技术

光-水高效利用技术是以温室大棚为背景，基于太阳能、辐射制冷及亲/疏水复合材料三方面的结合利用，以此来捕集水做到水分的充分循环利用和收集。该成果主要是由两个方向组成，分别是基于吸附材料的捕集水技术和基于辐射制冷与特殊材料结合的补集水技术。 一、基于吸附材料的捕集水技术 本项目制备了一种高效吸附剂MOF-801/CNT，解决吸湿能力强的吸附剂，难于在太阳能等相对低温的热源驱动下实现快速有效脱附的问题。明确了该吸附剂的吸湿量、解吸温度，以及基于该吸附剂的太阳能吸附式空气取水装置的产水率。并运用MOF-801/CNT吸附剂，搭建戈壁农业温室的太阳能-水一体化高效捕集灌溉模型，并装置的规模化实用推广提供数据支持。 二、基于辐射制冷与特殊材料结合的补集水技术 该项目有两方面成果，首先是制备了基于太阳能和辐射制冷的全天候温差发电装置，本装置主要分热端、冷端和温差发电组件，热端利用太阳能吸热升温，并可储存一定热量。冷端通过辐射制冷技术全天进行降温，形成温差，以此做到温差发电装置。 其次制备了高效率的辐射制冷材料，以此实现制冷材料在温棚中能达到露点温度，并通过在制冷材料背面涂抹制备的亲疏水复合材料来在低

本项目的成果亮点也主要从基于吸附材料的捕集水技术和基于辐射制冷与特殊材料结合的补集水技术两方面展开。 1.在基于吸附材料的捕集水技术中，结合MOFs基吸附剂和碳材料的在光热转换能力和吸湿能力的互补特性，制备一种新型的高效复合吸附剂。并搭建小型戈壁农业温室的太阳能-水一体化高效捕集灌溉模型，衡量系统在不同湿度气候下的取水能力，为装置的规模化实用推广提供理论依据。 2.在基于辐射制冷与特殊材料结合的补集水技术中。首先制备了基于辐射制冷和太阳能发热结合的节能发电装置，装置冷端使用聚二甲基硅氧烷和镀银铝组成的辐射制冷器，银和铝具有良好导热性，聚二甲基硅氧烷在8～13μm波段的发射率高达97％从而做到辐射制冷的效果。银具有很高的反射率可达90％以上，协助制冷减少太阳辐射的吸收。装置热端炭黑金属与气凝胶组成温差腔室，金属选择铜，通具备良好导热率和热容，气凝胶具备优秀的隔热性，最终完成无能耗温差发电。

热与流体研究团队整合了我校流体机械及工程、新能源和材料科学与工程等学科的优势研究力量，在先进储能技术、泵、阀等方向具有雄厚的前期研究基础，各方向的带头人的研究在国内同行具有较高的影响力。团队致力于打破太阳能光热发电高温熔盐泵阀、高性能熔盐、膜蒸馏水回收等领域的技术瓶颈，服务我国太阳能发展的重大需求，将有力地支撑我校进入国家“双一流”建设行列。 团队负责人：杜小泽(教授)、吴江波(副教授) 成员：马韬(博士生)、睢子仪(硕士生)、夏新振(硕士生)

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