近日，能动学院研究生潘煜以第一作者身份在《细胞》（Cell）旗下刊物《细胞通讯·物理科学》（Cell Reports Physical Science）上发表了题为“一种超级吸湿凝胶用于高效除湿技术的研究”（An ultra-hygroscopic polymer for high-efficiency dehumidification）的研究论文，报道了一种基于新型凝胶吸附剂——可得然复合凝胶（LiCl@Cur）的高效除湿技术。该论文是我校能动学院张华教授团队联合上海交通大学王如竹教授团队联合研究成果，我校为第一单位，能动学院王佳韵副教授为该论文的通讯作者，研究生钟国栋、高鹏副教授、张华教授和王如竹教授为联合作者。
除湿技术是调节生产和生活环境湿度的有效方式。耦合固体干燥剂的除湿换热器具有高效除湿、低品位热源驱动等优点，能效提升显著。附着在翅片上的干燥剂所产生的吸附热及解吸所需热量可以被换热器内部的介质及时的带走及提供，实现高效的吸附及再生，从而提高系统整体除湿效率。近年来，国内外学者对除湿换热器的干燥剂材料性能、结合方式及传热传质特性进行了研究，其中，除湿换热器干燥剂的材料性能至关重要。
然而，现有干燥剂的吸附能力低、动力学速度慢、能耗高，限制了除湿换热器的除湿效率。针对这一困境，我校能动学院制冷低温创新团队开发了一种效率高、成本低的水凝胶基复合吸附剂，以及应用此种吸附剂的除湿换热器，通过对新型材料的性能测试、新型除湿换热器的模拟优化和实验测试，完成了“材料-优化-应用”的系统性研究。
该论文通过复合可得然胶基质和吸湿性盐氯化锂制备得到新型高效复合材料——可得然复合凝胶，对其进行了等温吸附、动态吸附以及循环测试。在相对湿度30% 以及温度 30℃的低湿度条件下，可得然复合凝胶的吸附能力高达2.65 g/g，吸附速率系数k达到1.84 × 10-4 s-1，并且表现出良好的循环稳定性。此外，团队基于优化后的材料，制备成本低廉，制造简单的凝胶基除湿换热器CLCHE，以及搭建针对CLCHE的除湿性能测试实验台并进行实验测试。CLCHE在吸附-解吸循环周期中具有较好的稳定性，通过仅15㎜的CLCHE通道，其进出口空气的露点温度差能够达到30℃，具有强大的深度除湿潜力。
能动学院制冷低温创新团队首次将可得然基复合干燥剂用于除湿，其超吸湿性能可实现高效深度除湿，在电极生产、低温干燥和绿色建筑等领域具有广阔的应用前景。本研究工作得到国家自然科学基金青年项目、上海市晨光项目、上海市青年英才计划扬帆项目、上海市中央引导地方科技发展资金的资助。
可得然复合凝胶吸附除湿的概念图
可得然复合凝胶材料吸附性能
CLCHE除湿性能测试
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101554
供稿：能动学院
