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上海交大王如竹教授领衔ITEWA牵头,联合爱摩威尔破解全球缺水困局,从空气里“榨出”饮用水!

11月27日,上海交通大学闵行校区 “未来花园” 实景生态空间内,一套集三大核心技术路径的全域空气取水系统正式亮相。这一全球全域空气取水解决方案,由上海交通大学制冷与低温工程研究所王如竹教授领衔的能源-水-空气创新研究团队(ITEWA)牵头研发,并依托团队前沿成果孵化出硬核科技企业——爱摩威尔科技(上海)有限公司,成功实现从实验室成果到市场化应用的跨越。活动得到了政府部门、科研院所、行业企业、投资机构及媒体单位的广泛关注与支持,众多嘉宾齐聚现场见证这一硬核科技的落地时刻。

一、科普解密:空气中如何获得饮用水?

空气中蕴含着巨大的 “隐形水资源”—— 即使是干旱地区,空气中也始终存在水分子。空气取水技术的核心原理,是通过物理或化学方法捕捉空气中的水蒸气并将其转换为液态水,再经净化处理后成为安全饮用水,主要分为三大技术路径:

1. 冷凝技术:类似空调制冷时产生冷凝水的原理,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。上海交大团队的冷凝强化 + 能量回收系统,大幅降低了制水能耗,而爱摩威尔则在此基础上完成技术的工程化转化,让这一技术从 “实验室可行” 变为 “日常可用”。

2. 吸附技术:针对低湿度环境,采用上海交大自主研发的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。爱摩威尔将该材料与转轮技术结合,形成可量产的设备方案,破解干旱地区取水难题。

3. 热泵耦合吸附吸收技术:融合热泵的能量高效转换与吸附吸收材料的强吸水特性,上海交大团队突破极端环境适配瓶颈,目标实现45℃高温或0℃低温、空气湿度仅10%条件下的稳定取水,爱摩威尔负责技术的产业化研发。


以ITEWA团队与爱摩威尔共同测试的上海场景为例,上海属于亚热带季风气候,年平均相对湿度约70%-80%,夏季高温高湿时段湿度可达90%以上。双方联合研发的冷凝技术取水设备在上海使用时,每消耗1度电(1kWh)可产出约3-3.8升饮用水,按每杯饮用水250毫升计算,1度电就能 “造” 出12-15杯安全健康的饮用水,折算下来每升水的能耗成本仅0.13-0.16元(按居民电价0.5元/度计算),比瓶装纯净水更经济、更环保。

二、场景落地:校企协同,三大技术适配全球缺水环境

依托上海交大ITEWA团队多年技术积累,爱摩威尔将实验室成果转化为市场化产品,针对不同气候场景实现精准适配,让“空气取水”从概念走向多元应用:

1. 高温高湿场景:冷凝技术撑起日常饮水刚需

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,上海交大研发的冷凝强化+能量回收技术,经爱摩威尔转化后,将取水能耗降至0.26-0.32kWh/L的全球领先水平,并形成覆盖不同需求的产品矩阵:

• 家用 / 办公场景:爱摩威尔推出的“云泽”系列智慧水吧,可直接接入电源,无需依赖自来水管道,放在办公室或家里就能持续产出饮用水。以上海夏季(湿度80%、温度30℃)为例,一台日产量20升的“云泽”设备,每天能满足10-15人办公饮水需求,且能耗仅7.6-8度电,使用成本仅3-4元/天。

• 户外场景:“云涧” 系列离网户外直饮水站,采用太阳能驱动,无需电网和水管,仅靠太阳能板供电就能运转,在园区、工地、公园、绿地、健步道等场景,这种 “零基建” 设备可快速搭建饮水点,单台设备日均产水50升,能满足 100人以上的临时饮水需求。

• 大型供水场景:“云澜” 系列户外大型工程级制水平台,日产量可达1.6吨,不仅可以作为饮水平台,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。

2. 低温低湿场景:吸附技术填补干旱地区空白

针对内蒙古、新疆、甘肃等北方干旱地区(年平均湿度30%-50%),以及中东沙漠国家,上海交大研发的高性能吸附材料,经爱摩威尔与转轮技术结合,打造出 “云泓” 系列专用设备,能在低湿度环境下稳定取水。以新疆乌鲁木齐为例(冬季平均湿度40%、温度 -10℃至5℃),一台 “云泓” 设备日均产水可达50 升,足以满足20-50人的日常饮水需求,解决了干旱地区 “靠天吃水” 的难题。

3. 极端环境场景:热泵耦合技术挑战 “取水无人区

正在研发的 “云湖” 系列设备,基于上海交大热泵耦合吸附吸收技术,瞄准更苛刻的使用环境:在撒哈拉沙漠(白天温度45℃、湿度10%),或青藏高原部分地区(冬季温度0℃以下、湿度40%),设备仍能高效运转。这个技术未来不仅可应用于热带、温带地区,也可应用于沙漠油田开采基地、高海拔边防哨所等极端场景,为人员提供生命保障用水,目前已进入实验室小试阶段,预计2026年完成产品样机测试。

三、校企联动:从 “书架” 到 “货架” 的创新闭环

“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。” 作为团队领衔者,2023年 “全球能源奖” 得主、上海交大王如竹教授介绍,ITEWA团队深耕能源-水–空气-食物交叉学科领域,始终聚焦 “0到1”的基础研究突破,原创论文发表在国际顶尖期刊上,而爱摩威尔的成立,正是为了打通“1到100”的技术转化链路,形成 “科研-孵化-产业化” 的创新闭环,产品上市则是真正上了货架。

团队从材料研发入手,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;在器件层面,优化的吸附模块传热传质效率提高50%;在系统层面,创新的能量回收设计将能耗降低至行业平均水平的1/2。“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。做科研需要顶天立地!” 王如竹表示,爱摩威尔的核心研发团队均来自上海交大ITEWA 团队,确保技术转化过程中“原汁原味”保留科研核心优势,同时依托企业市场化经验,快速响应不同场景的需求。

值得一提的是,爱摩威尔的AquaGuard NEX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。

四、全球价值:中国方案惠及世界缺水难题

据权威机构预测,2030年全球空气取水市场规模将达53.7亿美元,而当前全球市场尚未形成成熟产业链,技术路线单一、应用场景受限等问题突出。上海交大ITEWA团队与爱摩威尔研发的 “全路径 - 全场景” 解决方案,大幅拓宽了空气取水技术的应用边界,不仅为全球缺水问题提供了中国方案,更有望催生全新的 “大气取水” 基础设施产业,开启千亿级市场空间。

作为爱摩威尔联合创始人,通用净水科技集团(GWT)董事长王铁在发布会上阐述商业愿景:“我们正站在千亿级市场的起点。爱摩威尔的使命不仅是推出产品,更要联合产业伙伴,共同定义并构建覆盖全球的空气取水生态系统,这背后蕴含着巨大的商业机遇与社会价值。”

从城市家庭的日常饮水,到干旱地区的稳定水源;从应急救灾的生命保障,到极端环境的用水供给,这套技术不仅能缓解全球20多亿人面临的缺水困境,更能推动节能环保产业创新发展。上海交大ITEWA团队的校企合作模式,既保障了技术的先进性与可靠性,又加速了成果落地效率,为科研成果转化提供了可借鉴的范例,对实现“双碳”目标、促进可持续发展具有深远意义。

如今,上海交大ITEWA团队仍在持续攻关基础技术,爱摩威尔则聚焦产品迭代与市场拓展,未来让空气取水设备走进更多缺水地区。“只要有空气的地方,就有安全饮水”——这一曾经的愿景,正随着中国科研团队与孵化企业的协同努力,逐步变为普惠全球的现实。