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                制冷所ITEWA團隊發表熱驅動新型吸附皇家肩甲制冷材料研究成果

                發布時間:2022-01-13

                近日,制冷與低溫九五至尊旧网址欢迎光临安多葛斯研究所ITEWA團隊和中科院九五至尊旧网址欢迎光临熱物理所團隊在Nature Communications上發表“Ultralow-temperature-driven water-based sorption refrigeration enabled by low-cost zeolite-like porous aluminophosphate”論文。針對傳統吸附材料吸附劑性能低下、金屬有機框架(MOFs)材料成本高且難以規模化生產ω的問題,論文開發了吸附性能優□ 良,且具有產業化潛力熔炼铁锭的、SFO拓撲構型的新型磷酸鋁分子篩◎吸附材料,可實現超低溫熱源驅動的超高性能吸附制冷。制冷與低溫九五至尊旧网址欢迎光临研究所博士後許嘉興為論◥文共同第一作者,李廷賢盒式录音机研究員為共同通訊作者,王如竹教授對該工作作出了指烈焰先知衬肩導和建議。

                 

                圖1. SFO多孔磷酸鋁材料的晶體≡結構

                 

                新型磷酸鋁分子篩材料的∮骨架結構由雙4環、12元環和8元環的通道組成,在700度下依然保持◣良好的水熱穩定性。通過╳實驗測試發現該材料展現了完美的“S形”水吸附冰霜之墓等溫曲線和極低的吸附焓值(47kJ/mol),吸附階躍轉變相對壓力為√0.15~0.17、飽和吸附★量為0.35 g/g。作者通過分子動力學理論計算,闡明了新型SFO磷酸鋁材㊣料的吸附特性,並明晰了其吸附機理,發現SFO材料內部形成的弱氫鍵網絡是實△現其低吸附焓值的根本原⊙因。該材料在低溫熱源(~63°C)驅動下表現出了極為優異的制冷性能系數(COP=0.85),為目前國內外已有報道的最高數值之一,且新型SFO磷酸鋁◣材料展現出了極快的吸附/脫附動力學性能,在5°C蒸發↘溫度與65°C脫附溫度工況〇下,單位質量吸附劑的制冷功率可達到1.1kW/kg,超過了商用吸附劑和現有▃報道的MOFs吸附材料,且原材料ξ成本僅為MOFs材料的百分之一,具有ξ 極大的商業化應用價值。

                 

                圖2. SFO多孔磷酸鋁材料的水蒸氣吸附特性

                 

                王如竹教授領銜的“能源-水-空氣”交叉創新∮團隊ITEWA近年來在Joule、Energy & Environmental Science、Advanced Material、Nature Communications、ACS Energy Letters、Matter、ACS Central Science、Nano Energy、Small等國際期》刊上,發表了系列高水平論文,該團隊←致力於解決能源、水、空氣科博克交叉領域的前沿基礎性科學問╱題和關鍵技術顾客习惯,旨在通過學科交〒叉→,實現材料-器件-系統層面的整體∏解決方案,推動相關領域取得曹志强突破性進展。

                 

                論文鏈接:

                供稿:制冷與低溫九五至尊旧网址欢迎光临研究所    
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