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

光-水高效利用技术是以温室大棚为背景，但却不限于只应用与温室大棚，因为该项目中每个成果都可以独立的运用到诸多行业。吸附材料的制备可以用于医学以及农业等领域的液体材料的收集。辐射制冷材料的制备可以用于建筑行业、航天领域以及诸多领域的应用。而亲/疏水复合材料的制备可以完成液体材料的分离和收集，还可以用于建筑行业。将三者充分的结合利用，可以有效的突破性的完成诸多无能耗的工程应用。该项目的技术亮点可以由以下三个方面展开。

一、基于吸附材料的捕集水技术的技术亮点

（1）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。

（2）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。

二、基于辐射制冷与空气取水技术的技术亮点

（1）制备了一种新型的高发射率辐射制冷材料，该材料在大气窗口的发射率高达96%。

（2）制备了一种新型的亲/疏水复合膜，其表面凸起部分具备一定的亲水性，其凹陷部分具备一定的疏水性。

（3）设计一种新型基于辐射制冷和亲/疏水材料结合的复合膜，可以实现在温室大棚中日间和夜间无耗能持续制水。

随着人口增长、工业的发展及气候变化等因素影响下，能源消耗问题以及水资源短缺问题也在日益加重。如何有效的节俭能源消耗或发展无耗能技术以及如何有效的获得水资源实现节水种植将是实现可持续发展必须破解的难题。

空气取水技术可以摆脱地理位置限制，从空气中捕获可观的淡水资源，为农业发展提供可持续的灌溉水源。因此，对于研发具有高效吸水性能及高脱水性能的材料是一项伟大而又有意义的工程，可以有效的实现水分的收集和循环利用，从而做到利于民生的实际意义。

辐射制冷技术则是通过制备特殊材料，将热量通过大气窗口波段（8-13um）辐射至宇宙从而得到降温来实现的节能技术。若将两者相互结合，则可以实现减少能量的消耗，增强水的循环利用的伟大工程。将辐射制冷技术与空气取水技术的结合使得空气中的水分转换为可以利用的水，把大气变成一种取之不尽的“天然水库”。该技术有望在不消耗任何能量的前提下24h为人们提供清洁水。

      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)

一、基于吸附材料的捕集水技术的效益

面对现今全球性的淡水资源危机，迫切需要一项具有可行性的新技术来解决这一问题。虽然海水淡化有望实现这一目标，但是需要消耗大量的能量。太阳能空气取水技术是利用地球上随处可见的空气和储量巨大的太阳能，以环境友好的方式，可持续的生产淡水资源。太阳能资源具有可再生、清洁无污染，并且不受地域限制的优势。因此利用缺水地区当地丰富的太阳能资源，生产可再生淡水资源以满足人们日益增长的用水需求，缓解人口激增现实和水资源短缺问题之间的矛盾。

太阳能驱动的吸附式空气取水法中，已研究出可在相对湿度为20%工作，且可由太阳能、工业余热等低品质能源驱动的吸附剂。但存在者由于吸附—解吸循环周期长，导致无法快速、连续运行的问题现。

本项目制备了一种高效光热性能的吸附剂，MOF-801/CNT。实现吸附剂在太阳能等相对低温的热源驱动下快速有效的脱附。明确该新型吸附剂的吸湿量、吸湿速率、解吸温度、光热转换性能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空气取水系统原型机，为装置的规模化实用推广提供数据支持。

二、基于辐射制冷与亲/疏水材料结合利用的技术效益

面对全球性的淡水资源短缺，我国作为13个严重缺水国之一，对清洁水的需求极其可观，而作为人口大国，清洁水对我国人民的供应至关重要。基于辐射制冷的空气取水技术，可以通过利用太空作为冷源利用日间辐射制冷24h不断地进行无能耗降温。

而本项目制备的一种具备辐射制冷和亲疏水性能兼备的复合膜则可以有效的完成无能耗的水分收集。通过调节光谱发射率降低薄膜温度，并利用亲疏水材料凝结水分。构建基于辐射制冷的空气取水装置，并对空气取水装置在不同环境下取水性能进行实验分析，为设备推广提供数据支持。

项目成果可应用于空气水份的高效集取，可合作开发相应成套设备。