基于疏水性金属-有机框架的醇类吸附热泵

建筑气候行业及其对能源消耗的影响因温室气体排放而对环境产生后果。提高该行业的效率对于减缓气候变化影响至关重要。近年来，多孔材料在热泵等应用中的兴趣因其 promising 潜力而增加。为评估吸附热泵和冷却系统的性能，本文讨论一种基于吸附数据处理结合热力学模型的多步骤方法。该过程提供感兴趣的性质，如性能系数、工作容量、比热或制冷效应，或吸附和脱附循环释放的热量，并且还具有识别每种吸附剂-流体对最优条件的优势。为测试该方法，我们选取了拓扑、化学组成和孔径不同的几种金属-有机框架，并用可用实验进行验证。使用分子模拟计算吸附平衡曲线，以描述甲醇和乙醇作为工作流体在所选吸附剂中的吸附机制。然后，利用热力学模型计算能量性质，结合同时改变所有所需工作条件的迭代算法。我们讨论了操作温度对热泵装置性能的强大影响。我们的发现指出，高疏水性金属氮唑框架MAF-6因其高工作容量和优异的能源效率，是供热与制冷应用的极佳候选材料。