小型吸附性翅片收集湿气并在加热时释放液体

清洁安全的水资源有限，其获取取决于当地水体。但即使是干旱地区，空气中也有一些水蒸气。为了收集少量湿气，研究人员开发了一种紧凑型装置，该装置带有吸收涂层翅片，可以先捕获水分，然后在加热时产生饮用水。他们表示，该原型可以帮助满足日益增长的用水需求，尤其是在干旱地区。这项研究已发表在《ACSEnergyLetters》上。

地球大气层中含有数万亿升的淡水蒸汽，但收集这种无色、透明且稀释的气体却极具挑战性。

此前，研究人员开发了捕捉露水或雾气的系统，将液体汇集到容器中。但在露水不多的干燥地区，温度响应型水凝胶、金属有机骨架或沸石(结晶铝硅酸盐)等特殊材料可能有助于从空气中吸收少量水分，并在加热时释放水分。

然而，要使这些吸收剂在实际应用中实用，它们需要被整合到带有废热源的紧凑便携设备中，例如在高温下运行的应用或将热量作为副产品散发的系统。因此，XiangyuLi、BachirElFil及其同事开发了一种可以满足这些规格的湿度收集器。

研究人员设计了吸水“鳍片”，将铜片夹在涂有市售沸石的铜泡沫之间。与之前专注于材料开发的研究相比，作者表示，吸附床与材料特性的共同设计产生了薄的吸附鳍片，这种鳍片结构紧凑，可以快速收集水。

为了进行概念验证演示，他们制作了一个装置，其中10个小吸附翅片并排放置在铜基板上，间距约为2毫米，这个距离可以最大限度地从相对湿度为10%的沙漠空气中吸收水分。在一小时内，翅片就会饱和，然后在底座达到363华氏度(184摄氏度)时释放被困住的水分。

通过推断24个收集-释放周期，研究小组计算出，在相对湿度为30%的空气中，翅片上的1升吸收涂层每天可产生多达1.3升的饮用水，这一产量是之前开发的设备的两到五倍。

这项研究确定了每天多次从干燥空气中快速捕获水分和收集水的关键机会。研究人员表示，随着进一步发展，该系统可以集成到产生废热的现有基础设施中，例如建筑物或运输车辆，从而为干旱地区生产饮用水提供一种经济有效的选择。

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