Description du projet
Récupération de l’eau atmosphérique solaire stable dans les climats arides
La récupération de l’eau atmosphérique (REA), qui utilise l’énergie solaire, rencontre des difficultés dans les climats arides en raison de la faible humidité relative et de l’efficacité réduite des sorbants conventionnels. Les réseaux métallo-organiques (RMO) représentent un type de matériau poreux capable de capturer l’eau même à des niveaux d’humidité relative très faibles. Cependant, la combinaison de matériaux photothermiques avec des RMO peut diminuer la capacité de sorption de ces derniers, ce qui pose un problème spécifique dans les climats arides. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PHOTOWAT synthétisera un RMO stable dans l’eau, doté de propriétés photothermiques et photocatalytiques et d’une forte affinité pour l’eau. La modélisation moléculaire et la synthèse expérimentale permettront d’évaluer les candidats prometteurs, et un dispositif REA permettra d’estimer l’efficacité et la maintenance des échantillons dans des conditions réelles à l’aide d’un simulateur solaire sur mesure.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
28040 Madrid
Espagne