综述：大气水收集技术综述：从传统方法到辐射冷却解决方案

《Environmental Reviews》：A comprehensive review of atmospheric water harvesting: from conventional techniques to radiative cooling solutions

本综述系统梳理了大气水收集（AWH）技术进展，重点介绍了制冷冷凝、雾水收集及吸附冷凝等传统AWH技术的原理与应用，并创新性地探讨了辐射冷却（RC）技术与AWH结合的可行性。特别指出被动日间辐射冷却（PDRC）基AWH在低湿环境下提升集水量、降低能耗的独特优势，为绿色可持续水资源供给提供了新思路。

　　

传统大气水收集（AWH）技术概览

大气水收集技术旨在从空气中获取淡水，主要依赖三种传统路径。制冷冷凝技术通过冷却空气至露点以下促使水蒸气凝结，虽效率较高但能耗巨大，且在高湿度环境中表现更佳。雾水收集则利用网状结构捕获雾滴，其优势在于完全被动式工作，然而对环境风速与雾量有严格依赖，适用于特定地理区域。吸附冷凝技术采用吸附剂（如沸石、硅胶或新兴的金属有机框架材料MOFs）在夜间吸附空气中的水分，再通过太阳能等热源驱动脱附-冷凝循环，尤其适合低湿度环境，但存在吸附剂再生周期长与材料稳定性等挑战。

辐射冷却（Radiative Cooling）技术与AWH的创新融合

辐射冷却技术通过特定光谱调控材料（如光子结构或聚合物涂层）将地表热量以红外辐射形式直接散发至寒冷宇宙（~3 K），实现无能耗降温。将其与AWH结合，特别是被动日间辐射冷却（PDRC） 技术，可在日间持续维持表面温度低于环境温度，为水蒸气冷凝创造更优条件。例如，采用PDRC涂层的冷凝器表面在阳光直射下仍能保持低温，显著提升低湿度地区的集水效率。这种协同作用不仅突破了传统AWH对湿度的依赖，更通过被动冷却机制大幅降低系统能耗，为实现"零能耗"水收集提供了可能。

技术挑战与未来展望

尽管辐射冷却基AWH前景广阔，仍面临多重挑战。材料耐久性方面，PDRC涂层在户外长期暴露下的光学性能衰减问题亟待解决；系统集成优化需平衡冷凝效率与热管理策略；而在极端低湿度环境下的实际集水速率仍需提升。未来研究方向应聚焦于开发高性能复合吸附-辐射冷却材料，优化多技术耦合系统设计，并推动其在干旱地区、远程野外工作站等场景的规模化应用，最终为应对全球水资源短缺问题贡献创新解决方案。