綠色、低碳的太陽能清潔水生產技術對于全球水資源的可持續與緩解水資源危機具有重要的戰略意義。其中，具有代表性的太陽能光熱界面蒸發技術與基于空氣水分吸附的大氣集水技術近年來獲得了巨大的國際關注度，并取得了一系列顯著進展。然而，已有文獻對以上兩項新興技術的實驗測試與數據報道仍存在著較大的誤區與分歧，因此亟需明確針對上述兩種技術的標準化測試與性能評估的行業標準。

鑒于此，新加坡國立大學Tan Swee Ching教授等人于近日在Nature Sustainability上發表了題為“Best practices for solar water production technologies”的評論文章，該工作系統剖析了存在于太陽能光熱蒸發技術與吸附式大氣集水技術測試、表征與報道過程中的問題與誤區，提出并詳細討論了應對上述問題的標準化測試與性能評估的最佳實踐方案，為相關測試制定了行業規范和標準，為基于上述兩種策略的太陽能水生產技術的發展提供了新的思路。

圖片圖1：a)太陽能光熱界面蒸發技術，b)吸附式大氣集水技術的工作原理示意圖。

針對于太陽能光熱界面蒸發技術：文章首先強調了可穩定、均勻輸出AM 1.5模擬太陽光的重要性。為了抑制額外的、來自光源與環境熱量的輸入，作者推薦掩模版在光照測試中的使用，并進一步建議對光熱蒸發器進行必要的測試前的封裝，以減少非曝光區域與空氣間的熱質交換。無風環境對于測試數據的有效性與可比性具有至關重要的作用。為盡可能稀釋上述因素的干擾并保持測試數據的準確性，文章建議使用大尺寸的樣品進行光照蒸發的測試。此外，作者后續強調了模擬工具在保障與驗證測試方法的合理效度方面的重要性。

在光熱蒸發領域，一個最具代表性的性能參數是蒸發速率，然而這一參數無法真實反映單位面積和時間下所使用蒸發器的產水量。這是因為蒸發速率是由觀測體系質量的減少（mass loss）測得，忽視了系統的冷凝過程，而真正具有現實意義的產水能力，即水收集速率，應該測試質量的增加（mass gains）。在文章中，作者著重強調了報道水收集速率的重要性，并詳細探討了近期可實現高效光熱蒸發冷凝的參考策略。

除鹽離子濃度外，文章指出有機與微生物檢測也是完備的水質檢測過程中必不可少的環節，同樣應該受到學界的重視。作者進一步制定了微納結構下光熱界面蒸發焓的調節機制與評估標準，為明確光熱蒸發機制提供了理論依據。

針對于太陽能驅動的吸附式大氣集水技術：文章首先強調了全濕度等溫吸附測試的重要性，并著重推薦了0-20%濕度區間的探索，因為闡明低濕度下的吸附行為可以更好地幫助理解固氣交互過程與吸附位點的取向問題，并益于指導適用于干旱氣候的高性能吸附劑材料的設計。作者同時推薦了多溫度的等溫吸附測試與多壓力的等壓脫附測試，用以模擬并預測大氣集水材料在不同工況下的運行特性。值得注意的是，文章指出大氣水吸附與脫附動力學更適合采用大尺寸器件進行實驗評估，而不建議使用顆粒、粉末等小尺寸樣品進行測試，因為前者可以較為真實的還原現實運行場景中材料內部的熱質傳遞情形。

另一個阻礙大氣集水領域不同材料之間比較的現狀是，文獻往往采用不同的核心性能參數進行選擇性進行報道，矛盾點主要在于質量產率（litre/kg·day）與面積產率（litre/m2·day）。文章作者認為，以上兩個參數對于大氣集水材料的評估都具有重要的參考價值，值得同時報道，因為同時實現高的質量產率與面積產率至關重要，這是由于，在未來理想的大氣集水材料/裝置應同時具備小型化、輕便、高產水率的特點。

此外，受限于不同的工作模式與循環次數，大氣集水材料與裝置的日產水率難以準確比較。鑒于此，作者建議對吸附劑材料的脫附能量需求進行定量評估，即報道吸附劑材料在單位能量輸入下的產水量（specific water yield:litre/kWh）。在總日射量一定的情況下，可以有效預估不同材料的產水率極限，從而擺脫不同工作模式與循環條件的限制。

太陽能驅動的清潔水生產技術本身具有綠色可持續的優勢，所以其應用階段的可持續性很大限度上由材料本身所決定。然而制備千克級別的、具備擴大化潛力的高性能材料依舊是一個重大挑戰，因此文章在最后強調了報道成本分析與合成制備過程的重要性與現實意義。