王雯雯，葛天舒*，代彦军，王如竹，谢思桃

(1.上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240；2.军事科学院国防工程研究院，北京 100036)

0 引言

水是生命之源，所有生命的生存和发展都离不开水。地球的总水量约为 1.386×1018m3[1]，然而可供饮用的淡水资源仅占0.36%。由于气候变化和人类活动导致的荒漠化问题无疑是一场严峻的自然灾害[2]。淡水资源短缺已经成为一个世界性难题，据统计，全球大约有2/3(约40亿)的人口正遭受着一定程度的水资源短缺，而大约有5亿人口生活在极度缺水的条件下[3]。联合国曾在世界水日到来之际提出告诫：如果各国政府不采取有利措施，到2025年将有大约1/3的人口无法获得干净、安全的饮用水供应[1]。

我国由于人口众多，人均淡水资源占有量不足世界平均值的1/3[4]。此外，由于复杂的地质和气候条件，我国的水资源在时间和空间上的分布也极为不均匀，其中，南部和东部地区水资源较为丰富，而西北部地区水资源则较为匮乏。

对于缺乏天然水资源的地区来说，稳定的供水来源至关重要。在地球的大气中蕴含着丰富的水资源(云、水蒸气和雾)，且不受地理位置的制约，是一个天然的淡水水库，据计算，其中含有大约 1.29×1013m3的淡水[5]。此外，由于大气环流的作用，大气中的水分会保持较稳定的值，即使在干旱的沙漠地区，大气湿度也可以超过10 g/m3[6]。根据质量守恒原理，空气的温度升高时，地表的水分会蒸发，导致水量减少，而空气的绝对含湿量则会增加。因此，可将空气看作是巨大的、清洁且可再生的水资源。空气取水技术是一种非常有前景且灵活的供水方式，可以满足沙漠及偏远地区人们的用水需求[7]，尤其是海岛地区，那里的空气中蕴涵着大量的淡水资源。

目前，国内外空气取水技术可分为3大类：表面冷却法、膜分离法和吸附/吸收法。其中，表面冷却法是通过将湿空气流过冷却表面，使水蒸气冷凝为液态水；该方法可进一步分为主动式制冷结露法和被动式制冷取水法(比如集雾法、辐射制冷法等)2类。膜分离法则是利用渗透压作为驱动力从空气中捕获水蒸气，是一种新兴的空气取水技术，尚处于研究阶段。因此，现对制冷结露法[8-11]和吸附法[12-14]进行简要介绍。

制冷结露法是将湿空气的温度降到露点温度以下，使水蒸气结露，从而获得淡水的方法。降低湿空气的温度可以通过自然制冷或人工制冷的方法实现。自然制冷的方法[15-16]虽然不消耗能源，但却受气候条件所限，难以推广和应用；且由于干旱地区露点温度常低于15 ℃，甚至低于0 ℃[17]，因此要使温度降到露点以下，需要消耗更多的能量[18]。此外，制冷结露法包含多个能量转换过程，且需要冷却大量的空气来满足用水需求，会进一步造成能量损失[19]。在能源供应方面，传统的采用氯氟烃的制冷方法会造成臭氧空洞问题，而采用太阳能光伏组件来提供所需能耗，则会造成初始成本高和维护成本高的问题。

吸附法[12-14,20-21]是采用液体或固体干燥剂吸收湿空气中的水蒸气，然后通过干燥剂的再生获得需要的淡水。其中，液体吸收法的装置复杂，体积庞大，循环时间长，会有一定的腐蚀性，且化学试剂不够安全，因此这种方法获得的淡水不适合饮用。相比于制冷结露法，吸附式空气取水技术具有不需要电能或机械能输入、占地面积小、运动部件少、噪声低、结构简单、成本低、寿命长、可利用可再生能源(如太阳能、废热等)等优点。近年来，随着相关吸附材料、结构设计、冷凝强化、相关设备等的重大突破，以及化石燃料的不断消耗和可再生能源的成熟运用，太阳能吸附空气取水技术引起了世界各地学者们的广泛关注。

综上，本文将针对太阳能吸附式空气取水技术的研究现状进行总结。首先，介绍了吸附式空气取水技术的基本理论，并提出评价其性能优劣的标准；其次，分别从吸附材料、传热传质强化设计和系统3方面介绍了吸附式空气取水技术的研究进展；然后，列举了太阳能吸附式空气取水器的实际案例并总结了其性能；最后，从技术角度提出了太阳能吸附式空气取水技术的发展方向和展望。

1 吸附式空气取水概述

1.1 太阳能吸附式空气取水系统原理

太阳能吸附式空气取水系统(atmospheric water generator，AWG)的原理图如图1所示，其基本工作过程可以分为：开式吸附过程(见图1a)和闭式解吸-冷凝过程(见图1b)。系统的基本工作原理是：夜间利用吸附剂表面的蒸汽压与环境空气的蒸汽压的差值作为吸湿动力，完成吸附过程；然后在白天利用太阳能来提高吸附剂表面的蒸汽压，达到使水蒸气脱附的目的；最后通过冷凝将水蒸气转化为液态水。

太阳能吸附式空气取水系统的工作过程为：夜晚时，空气温度低、湿度高，在风机的作用下，空气进入吸附床，空气中的水分被吸附剂吸收并储存在吸附床中，干空气被排放到环境中；白天时，利用太阳能加热循环空气，高温气体流经吸附床时，吸附剂再生，解吸出的高温高湿气体流入冷凝器，而后被冷凝成液态水。

图2为太阳能吸附式空气取水装置的吸附热力循环过程。水蒸气的热力循环过程为①→②→③→④。其中，①→②表示环境压力下，空气中的水分被吸附剂吸收的过程，该过程释放出吸附热，所以温度有所升高；②→③表示被吸附的水分在吸附床内被加热的过程，水蒸气的分压力由环境温度下的饱和压力p1升高到冷凝温度下的饱和压力p2；③→④表示从吸附剂内解吸出的水蒸气在冷凝器中的冷凝过程。

A→B→C→D表示吸附剂的热力循环过程。其中，A→B表示加热解吸后的吸附剂的冷却过程；B→C表示吸附剂在环境压力下的冷却吸附过程，吸附剂质量由mb增加到mc；C→D表示吸附饱和后的吸附剂被热空气加热再生的过程；D→A表示吸附剂的再生解吸过程，同时解吸的水蒸气在冷凝器中发生冷凝，得到的液态水流进集水器。

i→ii→iii→iv→v→vi表示空气的热力循环过程。其中，i→ii表示在环境压力下，空气进入吸附床，并在吸附热作用下被加热的过程；ii→iii表示空气流经吸附饱和后的吸附床时的升温过程；iv→v表示循环空气(点iv表示从冷凝器出来的较干气体，可看作点iii)进入加热器被加热为高温气体(点v)的过程，这一过程中空气的含湿量不变；v→vi表示被加热的高温空气进入吸附床，使其再生，而后变为高温高湿气体(点vi)进入冷凝器进行冷凝的过程。

从图2中可以看出，经过一次循环后单位时间取水量Δm=mc-mb。

1.2 太阳能吸附式空气取水的技术指标

为了更好地衡量和改进太阳能吸附式空气取水技术，首先应建立性能指标来进行量化。TU等[22]提出了评价空气取水技术的5个标准，分别为高效性、经济性、可扩展性、宽工况适应性及长期稳定性；并基于此建立了以下性能指标：单位取水能耗SEC、单位面积太阳能集热器的取水量SWP、单位质量吸附剂的取水量SMP，以及湿空气捕集率RR。

装置的循环取水量M水和吸附床的循环取水量的定义分别为：

式中，ρ1、ρ2分别为吸附过程和解吸过程的气体密度，kg/m3；Q1、Q2分别为吸附过程和解吸过程的气体流量，m3/h；t1、t2分别为吸附时间和解吸时间，h；d为气体含湿量，kg/kg，下角标2代表解吸过程，下角标i、o、cond分别代表进口、出口、冷凝器。

假设解吸过程和吸附过程的时间和气体流量相同，则湿空气捕集率RR的定义为：

式中，下角标1代表吸附过程。

再生热量Q的定义为：

式中，cp为比热容，J/(kg·℃)；Ta为环境温度，℃；T2,i为解吸过程中的进口温度。

单位取水能耗SEC的定义为：

取水效率η的定义为：

2 吸附式空气取水技术的研究进展

通过对文献的回顾可以看出，对太阳能吸附式空气取水技术的研究主要集中在吸附材料、传热传质优化、系统改进这3方面。对吸附式空气取水技术来说，吸附材料的吸附性能从根本上决定着吸附式空气取水装置的取水性能；传热传质过程对取水性能也至关重要；而空气取水系统则关系着空气取水技术能否走向实用化。下文将从这3个方面分别进行详细介绍。

2.1 吸附材料的研究现状

吸附剂的选择从根本上决定了吸附式空气取水技术的性能。平衡吸湿量是反映材料吸湿能力大小的重要指标，吸附材料解吸的难易程度则决定了解吸能耗的大小。材料的吸附和解吸速度对空气取水的循环周期长短有重要影响。不同材料的吸附和解吸特性存在较大差别，这与材料自身的状态、组成、结构等有关。吸附剂应具有的特点为：良好的循环取水能力，即在吸附时(自然气候条件下)，吸水能力随着相对湿度的增加而增加；低温解吸时的高解吸能力，以便利用低品位能源，比如太阳能。为了获得这样的高性能吸附材料，国内外学者进行了大量的研究，并且取得了重大进展。

常规的吸附剂有分子筛[23]、硅胶[24-25]、沸石[26-27]、吸湿性盐(如氯化锂[28-29]、氯化钙[30-32]、氯化溴[33-34])等，但是它们的取水能力低，解吸能耗高。新型吸附材料如纳米多孔无机材料[35]、复合材料[36-39]、金属有机骨架化合物(MOFs)[40-43]等展现了巨大的吸水潜力。ARISTOV等[30-31]提出了复合吸附剂——多孔基质+吸湿性盐的概念，并提供了一种新型的吸附剂设计理念；随后还提出并研究了KSKG硅胶/CaCl2复合吸附剂，其吸水能力高达0.70～0.75 g/g，解吸温度只需50～80 ℃。基于此，在过去的20多年，学者们开发并研究了大量的复合吸附材料。

刘业凤[44-46]提出的新型复合吸附剂SiO2·xH2O·yCaCl2吸附水量大，吸附速度快，在空气温度恒为25 ℃、相对湿度为40%的条件下，这种复合吸附剂的平衡吸附能力为0.4 g/g，且解吸温度低(60～80 ℃)，可利用低品位热能，尤其是太阳能，如图3a所示。

JI等[47]开发了吸附剂MCM-41/CaCl2，并研究了不同CaCl2浓度对其吸附能力的影响，发现最佳浓度范围为50%～60%，此时吸附剂的吸水能力最高，可达1.75 g/g，如图3b、图3c所示。该吸附剂在80 ℃再生温度下解吸能力可达90%以上。此外，作者指出，该吸附剂的吸附性能在几个月的吸附解吸循环运行后会略有下降。

ZHENG等[48]研究了SG/LiCl复合吸附剂，发现其吸水能力随着相对湿度的增加而增加。

WANG等[49]研究了以活性炭纤维毡为基质的复合吸湿性盐氯化钙的复合吸附剂ACFCaCl230，发现其在20℃和70%RH(相对湿度)的条件下，吸水能力高达1.7 g/g，如图3d所示，是硅胶-CaCl2的3倍。但是该吸附剂吸水后会变形，不能提供稳定的传质通道。

WANG等[50-51]开发了以活性炭纤维毡为基质的复合吸湿性盐氯化钠的固化复合吸附剂ACF-LiCl，其最大循环取水能力高达0.65 g/g，且其取水能力随着相对湿度的增加而急剧提高。

MOF是一种新型复合吸附剂，是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的多孔面心立方拓扑结构。通过组合不同的金属和有机配体，可以改变MOF的性能，使其选择性的吸附某种气体。KIM等[52]合成了MOF-801，在20%RH条件下取水量高达2.8 g/g，循环取水能力为0.24 g/g，但其仅在10%～20%的相对湿度范围内较为有效。

不同吸附剂的吸附、解吸性能如表1所示。

2.2 传热传质的优化研究

吸附式空气取水的性能不仅与吸附剂的特性有关，吸附、解吸过程中的热质传递速率和效率也至关重要。

2.2.1 吸附床结构的优化

许多学者都采用了KIM等[52]设计的单层平板式吸附床结构，如图4a所示。在吸附工况下，湿空气与吸附床只有一面相接触，因此为了获得足够的淡水，需要供给大量湿空气，从而导致了高能耗；而且由于单位集热器面积的取水量也较低，所以效率不高。GORDEEVA等[33]将吸附材料放置在2块平板上，吸附床的质量为250～350 g，典型吸附平衡时间为50～60 h，解吸时间为30 h。JI等[47]使用的也是单层结构的吸附床，吸附剂填充质量很少，只有0.4 kg，取水量低，难以满足需求。

GAD等[21]研究发现，吸附床的吸水能力取决于吸附面积和传质系数，并开发了波纹式吸附床结构来扩大吸附面积，如图4b所示。但由于其使用了易变形的布料作为盐的载体，填充量小，每天的取水量只有1.5 kg/m2。

KABEEL等[53]探索了金字塔式多层结构的吸附床，如图4c所示，对使用布作为基质的吸附剂的填充量有了很大提高，盐溶液的填充质量为9 kg(使用木屑的吸附床的盐溶液填充质量为8 kg)；但是这种填充方式的传热传质性能较差，每天的取水量为 2.5 kg/m2。

WANG等[12,54]首次开发了正弦波蜂窝式结构的吸附床，如图4d所示。吸附床由平板和正弦波蜂窝板交叠而成，吸附剂的填充量可以达到 40.8 kg(尺寸为 0.4 m×0.4 m×0.6 m)。这种吸附床结构的主要优点有：1) 吸附剂填充量大，增大了吸附剂和湿空气的接触面积，保障了循环取水量；2)解吸温度低至70～80 ℃；3) 结构紧凑，波纹板和平板交错的布置方式提供了良好、稳定的传热传质通道[55]，降低了流动阻力。

表1 用于空气取水的不同吸附剂的吸附、解吸性能Table 1 Adsorption and desorption performance of different sorbents for extracting water from air

不同吸附床结构的优缺点如表2所示。

表2 不同吸附床结构的优缺点Table 2 Strengths and limitations of different sorbent bed structures

2.2.2 冷凝过程的强化

GIDO等[56]提出，空气取水过程中大约50%的能源消耗在将水蒸气转化为液态水的冷凝过程中，因此，降低冷凝温度可以提高湿空气的捕捉率并降低单位取水能耗。这可以通过采用廉价冷源和高效冷凝器来实现。GUAN等[57]采用了辐射表面冷却式冷凝器收集露水，实验结果表明，在夜间冷却时，冷凝温度可比室外空气温度低15～20 ℃，但其缺点是只能在夜间获得低于环境温度的表面温度。RAMAN等[58]采用热光子的方法，开发了集成光子太阳反射器和选择性红外发射器的光子辐射冷却器，可以实现日间辐射冷却。该冷却器可以反射97%的太阳辐射，在辐照度为850 W/m2的阳光照射下，光子辐射冷却器的表面温度比周围空气温度低约4.9℃，冷却功率可达40.1 W/m2，如图5a所示，为提高能源效率提供了一种新途径。

CHEN等[59]实验研究了辐射冷却装置，结果发现，在冬季24 h循环中，冷却器的温度比空气温度平均低约37 ℃，最大温差可达42 ℃，如图5b所示。研究还指出，获得超高冷却温差的关键是使用与大气透明玻璃相匹配的高选择性发射器，并最大程度地减少寄生损耗。

近年来，随着先进辐射材料的不断发展，高效辐射冷却器也取得了突破性的进展。ZHAI等[60]采用了一种玻璃-聚合物混合超材料的高效辐射冷却器，日夜平均冷却功率高达110 W/m2以上，白天11:00～14:00的最大冷却功率达到93 W/m2，如图5c所示。

2.3 太阳能吸附式空气取水系统

太阳能吸附式空气取水系统的性能，如取水效率、单位吸附剂质量的取水量、冷凝温度等是太阳能吸附式空气取水技术能否走向实用化的关键。为此，许多国内外学者进行了大量的研究工作和实验验证，以证明这一技术的可行性。回顾文献，选取了几个典型的空气取水系统进行对比。

ARISTOV等[32]采用其研发的复合吸附材料作为吸附剂，实验研究了太阳能吸附式空气取水系统，如图6所示。该系统采用直圆锥形的空气流道，空气由自然压差的驱使完成吸附和解吸过程；冷凝器位于装置的中下部，一部分被埋入地下以强化冷凝作用。夜晚，打开阀门，湿空气从吸附床下部进入，流经吸附床，水分被吸附剂吸收；白天，在太阳能的作用下，吸附剂中的水分解吸为水蒸气，进入冷凝器，而后变为液态水流入水槽。在最优条件下，该系统的最大取水能力为50 g/100g，最佳解吸温度为80～90 ℃，当解吸温度为60～70 ℃时，系统的取水能力为35～40 g/100g，冷凝温度为15 ℃，具体如表3所示。但研究中未给出具体的优化条件，也未分析传热传质问题；且该系统需要手动切换阀门，操作不便；由于其固定在地面，也不利于移动或携带。

侴乔力等[61,64]提供了一种透光良好、冷凝迅速、吸附彻底、集热高效的太阳能吸附式空气取水器，如图7所示。夜晚，自然风均匀穿过吸附床中的均布气道，吸附剂吸附水蒸气，同时流动空气的对流换热使相变蓄冷冷凝罩夹层中的相变材料凝固放热，实现蓄冷；白天，关闭透光罩，相变材料在太阳能的作用下实现再生。大气的对流换热和相变材料的熔化吸热共同使冷凝罩维持在较低温度，充当冷凝器。该系统单位集热器的取水能力为每天2.6 kg/m2，但是由于吸附剂填充量小，循环取水量低，最大仅为7.8 kg/天，无法保证用水需求，且系统的冷凝温度高，效率低。

JI等[47]采用的抽屉式太阳能吸附式空气取水实验装置如图8所示。该装置壳体顶部为玻璃板，四周为可折叠的薄铝片，用来反射太阳辐射；其中一个侧面有可开闭的门，内部是由钢丝制成的吸附床。该装置的特点是结构简单，但吸附剂填充质量小，取水量最高只有0.223 kg/天，不能满足需求；而且，由于太阳辐射面积小造成供热量不足，吸附床无法得到有效再生，导致集水效率较低。

KUMAR等[62]采用的太阳能蒸馏器式取水系统如图9所示，其由玻璃板、吸附床、水箱、玻璃钢壳体组成。壳体两侧配有可以开闭的窗户，相比于传统的取水装置需要取下玻璃完成吸附过程，此结构的操作更为简便。顶部玻璃板充当解吸过程的冷凝器，此外其在允许短波太阳辐射透过的同时阻挡了长波辐射，起到了构造温室效应的作用，可用于吸附床的再生。此装置的结构简单，但缺点是以玻璃板作为冷凝器，再生时冷凝温度高导致其取水能力较低，最大只有每天0.2 g/g。

FARHAD等[63]设计了一种嵌套式空气取水系统，如图10所示。该系统由2部分组成：空气取水器 (0.47 m×0.47 m×0.2 m)和壳体 (0.61 m×0.61 m×0.56 m)。吸附床是由 1.2 kg 的 MOF-801G 压制而成的多孔金属薄片，孔隙率为0.7，体积为2945 cm3；壳体四周侧壁充当冷凝器，顶部安装有太阳能集热器。白天，太阳能集热器加热MOF-801G使其再生，释放出的水蒸气接触到低温壁面，冷凝为液态水。该系统可以提高取水量，但是单位体积取水量低。研究人员分析了造成单位体积取水量低的原因在于冷凝温度不匹配，并进行了实验验证，当减少吸附剂的质量，在同样条件下，取水量反而增加，取水效率由33%增加到79%。

KIM等[52]设计了三明治式的空气取水系统，如图11所示。该系统由MOF层吸附床和冷凝器组成，解吸过程在环境温度条件下进行，不需要额外能源输入。该系统可以显著改善吸附床的热质传递速率，但是单位集热器面积取水量较小。

WANG等[18]设计的使用ACF-LiCl的模块化空气取水系统[13]如图12所示，其主要由吸附床、冷凝器、风机和加热器组成。吸附床一共有2层，尺寸为1.0 m×0.75 m×0.6 m，整个系统的尺寸为1.2 m×1.0 m×1.3 m，吸附剂填充质量为 70 kg，最大取水量为38.5 kg。该系统采用了正弦波蜂窝式吸附床，可以提供良好的传热传质通道；且系统可以根据需要灵活扩展，满足用水需求。但系统需配合冷凝器和集热器使用，结构复杂，单位取水能耗为2.0～2.7 kWh。

对各种太阳能吸附式空气取水装置的性能进行总结，如表3所示。

3 太阳能吸附式空气取水的实际应用

本文第2部分总结了一些典型的太阳能吸附式空气取水系统的研究进展，但这些都是在实验室条件下展开和研究的，具有一定的局限性。不过，太阳能吸附式空气取水技术在实际中也有一些工程案例，下文主要介绍2种太阳能吸附式空气取水器。

3.1 太阳能吸附式空气取水器——Zero-mass[65]

太阳能吸附式空气取水器Zero-mass如图13所示。该装置由中间的光伏组件、2块太阳能集热器面板和底部的储水箱组成，尺寸为1.2 m×2.4 m。光伏组件驱动内部风机，使环境中的湿空气进入两边的面板，水分被其中的吸水材料所吸收；在太阳能的作用下，水蒸气从这些材料中释放，随后冷凝，进入储水箱。该装置的特点是装置简单、结构紧凑化，高度可以调节，安装在屋顶上不占室内空间，完全摆脱了对电力的依赖。

该装置的取水能力取决于太阳辐射强度和环境的温湿度条件，可以保证至少4～10 L/天，单位太阳能集热器面积的取水能力为2.08～5.21 kg/m2。

3.2 太阳能吸附式空气取水器——SunToWater[66]

SunToWater是太阳能驱动的吸附式空气取水器，其工作原理如图14所示。该装置的工作过程分3个阶段进行：吸附、再生-冷凝和补充矿物质。首先，小型节能风机将潮湿空气吸入设备，空气经过盐基吸附剂，水分被吸收；随后，热空气从吸附剂中释放水蒸气，通过冷凝器冷凝并收集冷凝水；最后，将人体所需的矿物质加入水中。该设备可以完全由太阳能供电、供热，即通过光伏发电驱动风扇，太阳能集热器供应热空气，其取水能力可以达到150～380 L/天。

4 展望

通过前文的分析，为了构建高效、经济并可扩展的太阳能吸附式空气取水器，从技术的角度来说，可以从吸附材料、系统设计、强化冷凝几个方向努力。

1)吸附材料。理想的吸附材料应该是对温度敏感的，应具有以下特点：在低温吸附阶段，其吸水能力随着相对湿度的增加而增加；在高温解吸阶段，其吸水能力随着温度的增加而急剧下降，即易于脱附水蒸气。考虑到不同地区存在气候差异，即使在同一个地方，全年甚至每天的气候也会有很大的波动，因此吸附剂应该具有在不同气候条件下的广泛适应性。

2)系统设计：首先，应该匹配干燥剂的再生和水蒸气的冷凝温度。对冷凝器来说，要想维持较低的单位取水能耗，入口空气应该低温而高湿。但与此同时，要想获得较高的单位取水量，吸附床出口的水蒸气状态应该是高温且低相对湿度，这意味着更高的解吸量，吸附床出口和冷凝器入口的空气可以看作处于同一状态。其次，应该强化传热传质过程。太阳能吸附式空气取水器的投资和运行成本是制约其实用性的关键因素，而传热传质的改善不仅可以提高系统能效，还可以使系统更加紧凑，有利于促进太阳能空气取水的规模化应用。

3)强化冷凝，研发高效冷凝器。从表3也可以看出，尽管吸附材料的吸水能力高，但取水效率制约着最终的取水量。这就要求需要设计出强化的冷凝器使水蒸气可以高效地转化为液态水，提高集水效率。比如，高效辐射冷却板即使在白天也可以提供5～10 ℃的冷却水，不仅可以用来直接冷却水蒸气，还可以作为经济冷源来提高系统性能；地埋管也可以提供10～16 ℃的冷却水，也可考虑作为高效冷源。

5 结论

本文对太阳能吸附式空气取水的研究现状进行了总结。其因装置简单、结构紧凑、适应性强、可扩展、较经济、输入能源清洁可再生而具有非常大的发展潜力。然而，尽管高取水性能的吸附剂和具有良好传热传质结构的吸附床都取得了突破性的进展，但是现有的太阳能吸附式空气取水器鲜有得到大规模应用。从其性能指标来看，高效性、经济性、可扩展性、宽工况适应性及长期稳定性并不能同时得到满足。为了构建高效、经济并可扩展的太阳能吸附式空气取水器，从技术的角度来说，可以从吸附材料、系统设计、强化冷凝几个方向努力。