Cool MOF could make for greener air con — ABC Chemicals

Cool MOF could make for greener air con - ABC Chemicals

Следующее поколение холодильников и кондиционеров может покончить с шумными компрессорами и теплоносителями парниковых газов и вместо этого полагаться на охлаждающую способность воды — благодаря суперадсорбирующему металлоорганическому каркасу (MOF). Пористый материал может приводить в действие адсорбционные чиллеры, которые вместо того, чтобы поглощать огромное количество электроэнергии, работают на промышленных отходах тепла или солнечной энергии.

В обычных холодильниках адсорбционные чиллеры содержат охлаждающую жидкость, которая отводит тепловую энергию по мере испарения при низком давлении. В большинстве холодильников необходим компрессор, чтобы превратить газ обратно в жидкость, чтобы повторить цикл охлаждения, и это делает их настолько энергоемкими. В адсорбционных холодильниках это осуществляется соединением, которое улавливает газ и при нагревании выделяет его в виде жидкости.

Хотя адсорбционные чиллеры не более эффективны, чем компрессорные чиллеры, они могут использовать тепло, а не электричество, для управления своим циклом охлаждения. Это тепло может поступать из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, или из отходящего тепла газовой турбины.

Однако большинству адсорбентов требуется много тепла, чтобы высвободить хладагент и запустить цикл охлаждения. Таким образом, нагреватели Adoption предназначены для небольших применений, например, в автофургонах. Но супер пористый, адсорбирующий воду материал может изменить это.

Cool MOF could make for greener air con - ABC Chemicals

Команда из Gillaume Maurin из Университета Монпелье, Франция, Jong-San Chang из Корейского научно-исследовательского института химической технологии и Christian Serre из Университета PSL в Париже, Франция, создали MOF, которая задерживает воду и снова выпускает ее всего 65 ° С. В других чиллерах, таких как те, которые работают на растворе бромида лития в качестве адсорбента, для регенерации хладагента необходимы температуры от 75 до 95 ° С.

«Интересно представить, что новые классы материалов, такие как MOF, могут революционизировать многовековые технологии охлаждения», — говорит Карена Чепмен, эксперт по функциональным материалам из Университета Стони Брук, США, которая не участвовала в работе.

Изготовленный из оксо-кластеров циркония, соединенных тетракарбоксилатными звеньями, MOF может хранить почти в два раза больше воды в своих гидрофильных каналах, чем силикагель, обычный осушитель. Исследователи также показали, что их материал превосходит коммерческий абсорбент цеолита с точки зрения эффективности охлаждения — отношения охлаждения к потребляемой энергии, необходимой для выпуска охлаждающей жидкости.

Холодный MOF не только выдержал 50 циклов захвата и выпуска воды без какого-либо падения производительности, но также оказался «чрезвычайно устойчивым, выдерживая неблагоприятные химические и механические условия, которые разрушали другие охлаждающие адсорбенты», отмечает Чепмен. «Синтез также представляется экономически эффективным, экологичным и масштабируемым», — добавляет Эвелин Ванг, которая работает над материалами для управления температурным режимом в Массачусетском технологическом институте, США.

Ван считает, что MOF является «весьма перспективным для адсорбционного охлаждения». Но, предупреждает она, чтобы лучше оценить ее производительность, важно подумать о дизайне всей системы охлаждения. «А аспект, который также важен, когда мы думаем о охлаждении, — это скорость охлаждения», — добавляет она. «Это означает, что кинетику материалов следует учитывать».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *