旋转涡轮雾收集器

主动吸入微液滴

一种仿生旋转涡轮装置，通过主动吸入雾气、仿仙人掌刺捕获和仿滴水尖快速排水，在低风速下高效收集微小雾滴。

Wu, Jiaoyang · Zhou, Yuehui · 郭璇 · Lei, Jiang · 董智超

Advanced Materials 2026

具体参数

收集效率（风洞）

{'zh': '96.8', 'en': '96.8'} L m⁻² h⁻¹

收集效率（现场）

{'zh': '13.8', 'en': '13.8'} L m⁻² h⁻¹

入射雾通量提升倍数

{'zh': '5.8', 'en': '5.8'} 倍

比能效

{'zh': '86', 'en': '86'} L kWh⁻¹

技术优势

主动吸入，摆脱低风速局限

旋转叶片形成稳定负压区，主动吸入雾气流，使入射雾通量提高5.8倍，不受自然风速限制。

微液滴捕获能力显著增强

叶片表面仿生仙人掌刺阵列增强了微米级小雾滴的惯性捕获，避免低惯性液滴逃逸。

快速排水，减少液体滞留

叶片边缘的仿生滴水尖结构与离心力结合，快速排出收集水，避免液膜增厚影响后续收集。

能效优于传统除湿

比能效达86 L kWh⁻¹，在目标雾条件下超过常规除湿系统，产水能耗更低。

应用场景

• 离网淡水收集：在无电力或低风速的偏远雾区，主动吸入空气并高效产水，取代被动网式收集。
• 仿生表面工程：仙人掌刺与滴水尖协同设计，同时强化微液滴捕获和快速排水，可推广到其他集液表面。
• 气溶胶收集：主动制造气流扰动，对低惯性微米级气溶胶粒子实现高倍通量与有效捕获，可收集油雾。
• 环境传感除雾：旋转叶片持续吸入雾气并快速排水，可保持光学或传感窗口在低风速下不结雾。