Descripción del proyecto
Captación solar de agua atmosférica en climas áridos
La captación atmosférica de agua, que utiliza la energía solar, se enfrenta a dificultades en climas áridos debido a la baja humedad relativa y a la escasa eficacia de los absorbentes convencionales. Los marcos metalorgánicos (MMO) representan un tipo de material poroso capaz de captar agua incluso a niveles muy bajos de humedad relativa. Sin embargo, la combinación de materiales fototérmicos con MMO puede disminuir la capacidad de sorción de los MMO, un problema particular en climas áridos. El equipo del proyecto PHOTOWAT, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, sintetizará un MMO estable en agua con propiedades fototérmicas y fotocatalíticas y alta afinidad por el agua. La modelización molecular y la síntesis experimental evaluarán los candidatos prometedores, y un dispositivo de captación atmosférica de agua evaluará la eficiencia y el mantenimiento de las muestras en condiciones reales mediante un simulador solar hecho a medida.
Objetivo
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.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
28040 Madrid
España