Projektbeschreibung
Sammlung des atmosphärischen Wassers in ariden Klimazonen mit wasserstabilen Solartechnologien
Die Sammlung des atmosphärischen Wassers mittels Sonnenenergie ist in ariden Klimazonen aufgrund der geringen relativen Luftfeuchtigkeit und der verminderten Wirksamkeit üblicher Sorptionsmittel schwierig. Metallorganische Gerüstverbindungen (MOF) sind eine Art poröser Werkstoffe, mit denen Wasser auch bei geringer relativer Luftfeuchtigkeit gesammelt werden kann. Durch die Kombination photothermischer Materialien mit MOF kann jedoch die Sorptionskapazität der MOF eingeschränkt werden, insbesondere in ariden Klimazonen. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt PHOTOWAT eine wasserstabile MOF mit photothermischen und photokatalytischen Eigenschaften und hoher Affinität zu Wasser synthetisiert. Über molekulare Modelle und experimentelle Synthese werden potenzielle Kandidaten bestimmt. Mit einem Gerät zur Sammlung des atmosphärischen Wassers wird die Wirksamkeit und Wartung der Proben bei realen Bedingungen mit einem speziell angefertigten Sonnensimulator bewertet.
Ziel
Atmospheric water harvesting (AWH) using solar energy has gained significant attention; however, its application in arid climates poses challenges due to low relative humidity (RH) and reduced efficiency of conventional sorbents. metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous materials with an engineerable structure that have the ability to capture water even at very low RH. Usually, the combination of photothermal materials with MOFs is used to desorb water sorbed by MOFs. One of the challenges of this method is the reduction of MOF sorption capacity, which is very unfavorable, especially in arid climates. Reducing the performance of sorbents in arid climates due to the blocking of sorption sites by dust is another challenge that has received little attention so far. To address these challenges, this study evaluates the synthesis of a unique water-stable MOF with photothermal and photocatalytic (photoactive) properties (PAMOF), in addition to high water affinity. Phthalocyanine and porphyrin ligands decorated with Ti and Cu ions, along with Yttrium (Y) and Erbium (Er) clusters, are considered as promising candidates. Molecular modeling using density functional theory (DFT) will be conducted to guide the synthesis process, followed by experimental synthesis and characterization. Subsequently, the samples will be evaluated in an AWH device to assess short-term efficiency and long-term maintenance in real conditions. In addition to harnessing natural solar energy, the AWH experiments will involve the utilization of a custom-made solar simulator. The SAWH device will be evaluated across a range of RHs, spanning from 10% to 90%, while considering the presence of artificial dust. Through comparative analysis of existing research and with the aim of enhancing previously studied systems, this project endeavors to attain a daily water evaporation rate surpassing 4 kgwater/kgPAMOF under 1 sun and RH<30.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
28040 Madrid
Spanien