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有空气就能有水喝!在上海交通大学闵行校区“未来花园”实景生态空间,一套全域空气取水系统正式亮相——潮湿空气被缓缓吸入,清澈的饮用水从出口流出,这并非魔术,而是上海交大教授“能源-水-空气”创新研究团队(ITEWA)的技术从实验室到市场落地应用。
“大气中含有大量水,原则上一立方米空气含10克-20克水,潮湿条件甚至达30克水。空气取水就是把水蒸气捕集起来,冷凝成液态水。”团队领衔人王如竹教授解释。
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位于上海交大的“空气取水”设备 摄影:陶磊
能源巧妙转化,有气就有水
原理看似简单,但要将这份“隐形资源”真正用好,就得算好“能效账”来设计技术路线。
如上海等亚热带季风气候地区,年平均相对湿度约70%-80%,夏季高温高湿时段湿度可达90%,设备采用冷凝技术取水。该技术原理类似空调制冷产生冷凝水,通过精准控温让空气中的水蒸气在冷却表面凝结成水珠,再汇集回收,团队的“冷凝强化+能量回收”大幅降低了制水能耗。以上海交大的设备为例,每消耗1度电(1kWh)可产出约3-3.8升饮用水,相当于12-15杯250毫升安全健康的饮用水,经济且环保。针对广州、深圳等南方湿润城市,以及东南亚、南美雨林等高温高湿地区取水效率更高。
针对内蒙古、新疆、甘肃等北方干旱地区(年平均湿度30%-50%)和中东沙漠国家,团队自主研发高性能吸附材料吸附空气中的水分子,再通过加热让吸附材料释放出高浓度水蒸气,进而冷凝成水。以新疆乌鲁木齐为例,冬季平均湿度为40%,温度为-10℃至5℃,一台设备日均产水可达50升,可满足20-50人的日常饮水需求,解决干旱地区“靠天吃水”的难题。
而面对45℃高温或0℃低温、空气湿度仅10%的条件,团队正以热泵耦合吸附吸收技术,为沙漠油田开采基地、高海拔边防哨所等极端场景提供生命保障用水方案。目前进入实验室小试阶段,设备在撒哈拉沙漠或青藏高原部分地区仍能高效运转,预计2026年完成产品样机测试。
“我们还想将空气取水技术应用于设施农业。”王如竹介绍,在太阳能驱动的集装箱农场内,植物蒸腾的水分有75%-80%可被回收再利用,空气取水供应作物生长所需的水分,形成一个闭环水循环系统,实现高效节水的垂直农业模式。
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位于上海交大的“空气取水”设备 摄影:陶磊
技术落地应用,从家庭到沙漠
王如竹教授是制冷与低温工程、热泵与热湿调控领域的国际知名学者,入选全球高被引学者,获全球能源奖,他带领的ITEWA团队致力于“能源-水-空气”交叉领域的前沿研究,近年来在《自然》主刊、《科学》多个子刊等顶级期刊上发表多篇高水平论文。“从空气中获取饮用水,是人类应对水资源分布不均的终极梦想之一。”团队自主研发的高性能吸附材料比传统材料吸水效率提升3倍以上,优化的吸附模块传热传质效率提高50%,创新的能量回收设计将能耗降低至行业平均水平的一半。“做科研需要顶天立地!我们的研究既要能发表在顶级学术期刊上,更要能解决实际问题。”他说。
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王如竹教授
依托团队“空气取水”的前沿成果,孵化爱摩威尔科技(上海)有限公司,核心研发团队均来自上海交大ITEWA团队,确保技术转化保留科研核心优势,同时依托企业市场化经验快速响应不同场景需求,真正实现从实验室成果到市场化应用跨越。
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产品图
针对不同地区和用水场景,目前已研发云泽、云澜、云泓等系列产品。例如针对家用办公场景智慧水吧,无需依赖自来水管道,直接接入电源就能持续产出饮用水;在上海等地区,可日产量20升,满足10-15人办公饮水需求,且能耗仅7.6-8度电。针对园区、海岛等户外场景,离网户外直饮水站可实现“零基建”,采用太阳能驱动,无需电网和水管,单台设备日均产水50升,能满足100人以上临时饮水需求。还有日产量可达1.6吨的户外大型工程级制水平台,也可以成为区域制水中心,为海岛酒店、小型社区、工程中心、工业园区、应急救灾等场景提供安全健康的饮用水,每天能满足800人以上的日常饮水需求。此外还有能在低湿度干旱地区稳定取水的设备,日均产水可达50升。
值得一提的是,爱摩威尔的AquaGuardNEX净鲜科技,将HEPA空滤、RO反渗透等传统过滤杀菌技术,与低温速冷抑菌、全域水循环保鲜技术相结合,彻底解决了直饮水设备“头杯水”水质不佳、口感变差的行业痛点,确保产出的饮用水随时鲜活安全。爱摩威尔联合创始人、通用净水科技集团(GWT)董事长王铁说:“我们不仅要推出产品,还要联合产业伙伴,共同定义并构建覆盖全球的空气取水生态系统。这背后蕴含着千亿级市场的巨大商业机遇,也有实现‘双碳’目标、促进可持续发展的社会价值。”
原标题:《沙漠也能榨出“空气水”!上海交大团队研发空气取水饮水机已上货架》
栏目编辑:陆梓华
本文作者:新民晚报 易蓉
陶磊 上海交大





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