Adsorbents for Dehumidification, Cooling, and Water Harvesting

Abstract

Wasseradsorption an porösen Materialien bietet Möglichkeiten, das gesteigerte Komfortbedürfnis der Menschheit zu adressieren: Sorptionsgestützte Klimatisierung, Entfeuchtung und Wassergewinnung aus der Umgebungsluft. In vorliegender Arbeit werden drei neuartige Adsorbentien, die zwei MOFs Aluminium-Fumarat und CAU-10-H, sowie ein PMO mit Blick auf die Anwendung charakterisiert. Die maximale Wasserbeladung der Materialien liegt zwischen 0,35 und 0,52 g g -1 .Für verschiedene Anwendungen wurde der Umsatz berechnet und in einem Eigenaufbau die Stabilität der Materialien über 300 Zyklen untersucht.Water adsorption on porous materials offers opportunities to address the increased comfort needs of mankind: sorptionassisted air-conditioning, dehumidification, and water extraction from ambient air. In the present work, three novel adsorbents, two MOFs aluminum fumarate and CAU-10-H, as well as a PMO with regard to the application are characterized. The maximum water loading of the materials is between 0.35 and 0.52 g g -1 . The water exchange was calculated for various applications and the stability of the materials was investigated in a self-assembled test setup over 300 cycles.Abbildung 7. Darstellung der Adsorptionsenthalpien fü r die betrachteten Materialien. Berechnet aus dem wDSL-Ansatz (durchgezogene bzw. gepunktete Linien) und nach Dubinin-Astakhov (gestrichelte Linien).Abbildung 8. Wä hrend der Zyklierung maximal erreichte Beladung der Adsorbentien aufgetragen ü ber der Zyklenzahl.

A metal–organic framework for efficient water-based ultra-low-temperature-driven cooling

“…w(p, T) is a weighting function that depends on the pressure p , the temperature T and the pressure p step at which the uptake step occurs. Further symbols X ∞ , b α , E α , and X 1,2 represent fit parameters 68,69 .…”

The Current Status of MOF and COF Applications

“…[113,114] An ideal isotherm shape was delineated and used for the selection of promising MOFs,s uch as CAU-10H, Al-fumarate,M IL-101, and MIL-100, which were shown to have great potential for ADHPs and ADCs. [115] In this context, their hydrolytic stability was further supported by unchanged sorption capacities after hundreds of adsorption-desorption cycles. Besides the development of new MOFs,methods for shaping and coating these materials were investigated and large prototypes built using these newly developed methods.…”

“…Reports of water sorption isotherms of different MOFs helped to establish correlations between pore size, surface chemistry, and the shape of the sorption isotherm [113, 114] . An ideal isotherm shape was delineated and used for the selection of promising MOFs, such as CAU‐10H, Al‐fumarate, MIL‐101, and MIL‐100, which were shown to have great potential for ADHPs and ADCs [115] . In this context, their hydrolytic stability was further supported by unchanged sorption capacities after hundreds of adsorption–desorption cycles.…”

Der derzeitige Stand von MOF‐ und COF‐Anwendungen

“…Berichte über Wassersorptionsisothermen verschiedener MOFs halfen, Korrelationen zwischen Porengröße, Oberflächenchemie und der Form der Sorptionsisotherme herzustellen [113, 114] . Eine ideale Isothermenform wurde beschrieben und für die Auswahl von vielversprechenden MOFs wie CAU‐10H, Al‐Fumarat, MIL‐101 und MIL‐100 verwendet, die ein großes Potenzial für ADHPs und ADCs aufwiesen [115] . In diesem Zusammenhang wurde ihre hydrolytische Stabilität durch unveränderte Sorptionskapazitäten nach Hunderten von Adsorptions‐Desorptions‐Zyklen weiter unterstützt.…”

“…[113,114] Eine ideale Isothermenform wurde beschrieben und fürd ie Auswahl von vielversprechenden MOFs wie CAU-10H, Al-Fumarat, MIL-101 und MIL-100 verwendet, die ein großes Potenzial fürADHPs und ADCs aufwiesen. [115] In diesem Zusammenhang wurde ihre hydrolytische Stabilitätd urch unveränderte Sorptionskapazitäten nach Hunderten von Adsorptions-Desorptions-Zyklen weiter unterstützt. Neben der Entwicklung neuer MOFs wurden Methoden zur Formgebung und Beschichtung dieser Materialien untersucht und große Prototypen mit diesen neu entwickelten Methoden gebaut.…”