近期，上海交通大学制冷与低温研究所王如竹教授领衔的ITEWA团队在Wiley旗下的国际高水平期刊Advanced Science发表了题为“Hygroscopic Porous Polymer for Sorption-Based Atmospheric Water Harvesting”的综述文章。该文章聚焦于目前热点的吸附式空气取水技术，针对新一代取水吸附剂材料——吸湿多孔聚合物（HPP），总结和分析了该类吸附剂材料的吸附机理、吸附-解吸特性和取水应用潜力。针对基于HPP类吸附剂的空气取水系统，阐明了系统中吸附床、太阳能吸收器、冷凝收集器等各部件对系统工作能力的影响，提出了对整体系统的结构设计和耦合优化策略。最后，该文章展望了吸附式空气取水技术未来的发展思路和方向。该工作对下一代空气取水系统的开发构建具有重大的指导意义，对吸附式空气取水技术的产业落地具有极大的推动作用。

  针对上述问题，本文从吸附机理、吸附-解吸性能和应用等方面介绍了HPP类吸附剂的最新进展。作者首先介绍了吸附式空气取水的背景、该技术在材料和系统方面的发展现状，并简要说明了HPP类吸附剂的分类、组成结构和突出优势。之后，根据吸附过程中吸附剂分子与水分子之间的不同相互作用类型，作者对HPP类吸附剂的吸附机理及相关行为进行了分类和介绍。最后，作者从其吸附和解吸性能出发，总结和分析了HPP类吸附剂的取水性能和应用潜力，其中涵盖了对平衡吸附性能、吸附动力学特性、光热转换特性、材料导热特性、吸附-解吸效率等方面的研究和讨论。

  在总结分析的基础上，本文提出了针对基于HPP吸附剂的整体取水系统的优化设计策略和未来展望，以指导下一代空气取水系统的开发和推动该技术的产业化应用。核心内容包括：（1）从吸附-解吸过程出发，探讨了水蒸气被HPP类吸附剂捕捉/脱附过程中存在的四步传质阻力；并针对性地提出结构设计策略来减小气体扩散和液体渗透过程的传输阻力，以强化HPP基吸附床的传质特性。（2）从解吸-冷凝过程出发，阐明了太阳能吸收器、吸附床、冷凝收集器等各部件对系统各性能指标（光热转换效率、冷凝效率、吸附-解吸比例、解吸-冷凝比例等）的影响；进而提出各部件的结构优化和耦合设计思路，旨在最大化HPP基吸附式空气取水系统的取水能力。（3）针对基于HPP的新一代SAWH系统，作者从能源驱动类型和方式、解吸模式、HPP结构设计方法以及多效联产等方面对其发展提出了一些新的展望。

  论文信息：

  Hygroscopic Porous Polymer for Sorption-Based Atmospheric Water Harvesting

  Fangfang Deng, Zhihui Chen, Chenxi Wang, Chengjie Xiang, Primo? Poredo?, and Ruzhu Wang*

  Advanced Science

  DOI: 10.1002/advs.202204724

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202204724