近日，制冷與低溫工程研究所王如竹教授團隊在Cell子刊iScience發(fā)表了題目為“A Moisture Penetrating Humidity Pump Directly Powered by One Sun Illumination”的研究論文，提出了一種基于透濕板的新式固體濕泵，該透濕板可以在一個太陽光強照射的條件下讓室內(nèi)的水蒸氣透過板材傳輸?shù)绞彝猓_(dá)到室內(nèi)除濕的效果。該濕泵有希望與建筑材料（如墻體/屋頂）整合，為未來綠色建筑的發(fā)展提供新方向。本文的第一作者是博士研究生曹畢野和博士后涂耀東，通訊作者是王如竹教授。
隨著社會的發(fā)展及人民生活水平的提高，人們對室內(nèi)環(huán)境的舒適性有了越來越高的要求，而空調(diào)除濕又是空氣調(diào)節(jié)的最重要部分之一。傳統(tǒng)的壓縮式空調(diào)除濕技術(shù)有著比較突出的高能耗問題，并且其核心部件及整體系統(tǒng)均有著較高成本及較復(fù)雜構(gòu)造的缺點。一般的固體干燥劑除濕或者溶液除濕可以利用低品位熱能替代電能實現(xiàn)除濕，但整個系統(tǒng)仍然難以擺脫成本高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的桎梏（如最常見的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)）。
文章提出的基于透濕板的透過式濕泵可以將空氣中的水分從濕度較低的室內(nèi)傳輸?shù)綕穸容^高的室外。該透濕板和濕泵的結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并且除濕所需要的能源幾乎全部來源于一個太陽光自然光強的光照，因此可以極大節(jié)省運行費用。文中介紹了制備透濕板材的方法，測試了其各項關(guān)鍵性能參數(shù)，建立了傳熱理論模型并且搭建了概念驗證性的濕泵樣機。該樣機具有良好的除濕速率，可以將測試模型房間內(nèi)的相對濕度很快降至人體舒適區(qū)相對濕度（~50%）。
文章還展望了該技術(shù)在未來的應(yīng)用場景（如整合于建筑墻體上及封閉的電子儀器箱體上）以及未來該技術(shù)的優(yōu)化方向。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金（51521004）的大力支持。
本文是王如竹教授創(chuàng)立并領(lǐng)導(dǎo)的ITEWA（Innovative Team for Energy, Water & Air）團隊在Cell Press旗下子刊發(fā)表的第三篇學(xué)術(shù)論文。該團隊曾于2018年8月及2019年4月在Cell 姐妹刊Joule上發(fā)表兩篇學(xué)術(shù)論文。ITEWA團隊致力于解決能源、水、空氣之間，學(xué)科交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)技術(shù)問題，旨在通過學(xué)科交叉分別從材料、器件直至系統(tǒng)層面提出整體解決方案，從而推動相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域快速取得突破性進(jìn)展。
閱讀原文：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(19)30150-6
https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.05.013
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