山西太原人，中共党员，中南大学特聘副教授。本科毕业于中南大学建筑环境与能源应用工程专业，辅修英语，获工学学士/文学学士（辅修），综合测评排名1/52（GPA 4.0）；博士毕业于上海交通大学动力工程及工程热物理专业（硕博连读），师从全球能源奖得主、全国最美教师、上海交通大学讲席教授王如竹教授。主要从事吸附式蒸发冷却与传热传质、MOF基空气取水、太阳能热驱动水-电联产、列车用高效热泵与除湿空调、光伏热管理等研究。主持国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生），作为主要参与人参与国家自然科学基金重点项目、某重点项目及校企合作项目。累计发表SCI论文14篇，其中第一作者论文包括 Joule、Nature Communications、Energy & Environmental Science、Device、Applied Physics Reviews、Energy（2） 等顶级期刊，公开/授权发明专利6项。研究成果在列车空调、空气取水和光伏热管理等领域实现企业转化与应用。获博士研究生国家奖学金（2024、2025）、2026年上海市优秀毕业生、第26届国际制冷大会最佳学生论文第一名、中国工程热物理学会优秀论文奖、全国大学生节能减排竞赛国家级一等奖等荣誉。太阳能空气取水成果登上《上海科技报》、东方卫视等媒体，并支撑团队进行相关成果转化。此外作为优秀毕业生代表得到新华社专题报道（《广阔天地，大有可为——万千青年在基层淬炼别样青春》）。

相关成果及研究内容

直面人类所面临的能源紧张与用水短缺等全球性挑战，基于国家战略进行了系列研究，目前已取得以下阶段性成果。

第一作者成果

1.光伏余热驱动大气集水耦合蒸发冷却效应

光伏中光电效率提升严重受限于高运行温度，每降低1 ^oC效率可提升约0.4%。现有光伏运行温度可以超过60 ^oC，效率在20%左右很难进一步提升。传统的被动散热手段往往受限于换热面积或环境风速，而主动散热则伴随着额外的能量消耗。针对此难题本项目提出将蒸发冷却结合空气取水引入光伏热管理领域，引入MOF基复合材料模块在夜间或高湿时段吸附空气中水蒸气，日间则借助光伏组件废热进行解吸并提供制冷量实现热管理，从而实现有效降低光伏组件温度同时生产清洁用水（“水伏共生”）。成果发表于Joule,获国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生）资助，并获2025年中国工程热物理学会学术年会优秀论文奖。

相关实验机组，相关成果发表于Joule

2.太阳能大气集水

拥有清洁饮水是联合国所确定的基本人权之一，然而受到各种因素制约全球仍有超过四十亿人处于淡水不足的危机中。太阳能驱动金属有机框架（MOFs）的吸附式大气水收集技术已成为解决全球性水危机的重要技术方案。该技术可以通过吸附剂在低湿度环境下捕集大气中的水蒸气，之后借助太阳能等低品位热源解吸，所解吸水蒸气冷凝后最终实现水蒸气向液态水的转变。然而当前这一方案中存在吸附剂吸湿与解吸过程均受限的瓶颈，吸湿过程受限于阶跃点，而解吸与冷凝过程则很难在低温驱动热源下进行。以往的研究为实现功能的演示往往需要采用辅助设备通过提升解吸温度或降低冷凝温度实现太阳能驱动下的空气取水，而大量辅助设备的介入使得这一技术很难满足实际使用需求。目前该技术的核心问题为如何借助热设计以及新型材料体系构建实现在变气候工况下纯被动运行的柔性调控。相关第一作者研究发表于Energy & Environmental Science，Nature Communications，Device，Applied Physics Reviews等顶级期刊。

发表于EES的树枝仿生式空气取水，实现了创纪录的单位加热面积产水量

发表在顶刊Applied Physics Reviews的轮转运行策略与连续性空气取水装置，实现了创纪录的单位质量吸附剂产水量并突破了连续空气取水的难题

发表于Device、Nature Communications的纯被动式太阳能MOF空气取水装置，实现了空气取水紧凑化集成，同时模块化设计可使装置如乐高玩具般通过增加模块数量实现规模化与个性化部署

成果已进行成果转化并发表在Device上，Cell Press专文推送称“该技术为空气取水商业化奠定基础”。成果获2022年中国工程热物理学会工程热力学与能源利用学术会议最佳论文奖并作为特别邀稿发表于《工程热物理学报》。相关成果作为亮点论文（Featured Article）发表在顶刊Applied Physics Reviews，并被美国物理联合会（AIP）在Scilight杂志专文报道，称 “旋转式运行策略提供了超越现有研究的优势，有望为数百万人带来可靠用水方案” (Avery Thompson; Modular water harvester ensures continuous water production for arid regions. Scilight 17 November 2023; 2023 (46): 461101. https://doi.org/10.1063/10.0022442)。

3.高性能MOF基吸附剂开发

大气水收集/除湿技术一个重要核心在于高效吸附材料的设计与开发。金属有机框架材料凭借其极高的比表面积、可精确设计的孔隙结构以及多样的功能性，在气体吸附、分离及储能等领域展现出巨大潜力，亦成为大气水收集吸附剂的理想候选。然而，单一MOF材料在实际应用中往往受限于其吸附容量、脱附能量需求以及规模化生产的可行性。为应对这些挑战，已开展具有优异水吸附特性以及高稳定性的MOF材料研究，并进一步通过复合策略提升其综合性能。

所开发的高性能MOF基复合吸附剂，实现了全气候区域的高性能吸附解吸，相关成果发表于Nature Communications

4.湿气再利用构建吸附剂与热泵耦合循环并应用于列车空调领域。

当前空调能耗占列车运行能耗的30%，湿负荷达总负荷50%。现有除湿方案为低于露点温度的冷凝除湿，再热过程使能耗上升。基于此，利用吸附剂实现湿分存储，冷凝废热驱动解吸并降低冷凝温度，形成储湿热泵循环引入列车空调，效能在铁路标准工况下较传统方法提升100%。研究发表于Energy，获第26届国际制冷学会最佳学生论文竞赛第一名（代表中国参赛）、全国大学生节能减排竞赛一等奖（研究生组，排序一），已由中国第二大列车空调生产厂家进行了成果转化并将在上海地铁实现应用。

相关成果及性能

相关成果得到多家权威媒体报道并实现产业转化，如新华社报道(稳就业促就业丨广阔天地，大有可为——万千青年在基层淬炼别样青春-新华网)及上海科技报

20260306上海科技报MOF复合材料空气取水.pdf

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能源学人 https://mp.weixin.qq.com/s/5C8UzaHY908yh_5VVq8VwQ

Nature Communications文章：

《上海科技报》全文进行报道 20260306上海科技报MOF复合材料空气取水.pdf

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Cell Press 专题报道，报道高度评价本研究“这一突破为空气取水技术走向商业化奠定了基础，有望为世界水危机贡献中国方案，实现从“久旱逢甘霖”到“久旱造甘霖”的重大突破。” https://mp.weixin.qq.com/s/6M7Ys1G5O0MdLSDV7XvK1A

Applied Physics Reviews文章：

科技之光杂志专题评述 Avery Thompson; Modular water harvester ensures continuous water production for arid regions. Scilight 17 November 2023; 2023 (46): 461101. https://doi.org/10.1063/10.0022442

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