Z mokro impregnacijo smo pripravili dvokomponentni vodni adsorbent iz urejene mezoporozne matrice in kalcijevega klorida. Kompozit ima urejeno mezoporozno strukturo s 2Dheksagonalno ureditvijo por in ohrani strukturo po mokri impregnaciji z raztopino kalcijeve klorida. Urejen kompozitni adsorbent in matrica adsorbirata veliko količino vode. Urejen kompozitni adsorbent je slabo hidrofilen. Za izboljšanje hidrofilnosti tega kompozita je potrebna večja količina kalcijevega klorida. Za aplikacije za adsorpcijsko shranjevanje toplote je ta material še vedno preveč hidrofoben, ker pride do največje adsorpcije šele pri relativnem tlaku nad 0.6. Kljub temu pa je mokra impregnacija povzročilauspešno spremembo izoterme pri nižjem relativnem tlaku. Še posebej, ker se je povprečen volumen materiala zaradi impregnacije spremenil le malo. To je prvi obetajoč korak, ki kaže na uspešen princip priprave dvokomponentnega adsorbenta za vodo.
COBISS.SI-ID: 4977690
Avtorji smo razvili mehanizem, s katerim lahko predvidimo potencial za shranjevanje toplote za številne znane in nove strukture mikroporoznih materialov. Uporaba reverzibilne kemijske in fizikalne vezave vode v trdne materiale ponuja nov koncept za dolgoročno skladiščenje toplotne energije, tudi v kombinaciji s sončnimi kolektorji, vendar do sedaj ni bilo sistematične študije o možnih mehanizmih za izboljšanje shranjevalnih lastnosti z optimizacijo materialov. S primerjalno termogravimetrično in kalorimetrično študijo sorpcije vode v aluminofosfatne materiale z majhnimi porami (SAPO-34, AlPO4-18 in APO-Tric) smo pokazali, da je formiranje visoko urejenih vodnih klastrov gonilna sila za nenadno sorpcijo vode v ozkem tlačnem območju, kar je potrebno za uporabo v shranjevalnih sistemih oziroma je bistveno za učinkovito shranjevanje toplote. Nastanek klastrov omogočajo hitre in reverzibilne spremembe v koordinaciji ogrodnih aluminijevih atomov in optimalen premer por.
COBISS.SI-ID: 4910618
Razvili smo nov dvokomponentni (kompozitni) adsorbent za vodo in za shranjevanje sončne toplotne energije na osnovi sorpcijskega principa. Matrica kompozita je FeKIL2 material z neurejenimi mezoporami, visoko površino (712 m2/g) in velikostjo mezopor od 4 do 29 nm. Kompozit, ki smo ga pripravili z mokro impregnacijo z raztopino kalcijevega klorida, ima manjšo površino 418 m2/g in podobno velike mezopore. Maksimalna sorpcijska kapaciteta vode za matrico je 0.21 g/g, medtem ko kompozit kaže trikrat višjo maksimalno sorpcijsko kapaciteto vode zaradi prisotnosti higroskopne soli v matrici. Adsorpcijska toplota za kompozit je 50.4 kJ/mol. Ciklični test (20 ciklov) med temperaturama od 150°C do 40°C pri tlaku vodne pare 5.6 kPa potrjuje relativno dobro hidrotermično stabilnost kompozita.
COBISS.SI-ID: 5034778
Hidrotermična stabilnost Zn2(BTC)(OH)(H2O)•1,67H2O materiala je njegova edinstvena lastnost, saj je večina cinkovih karboksilatov nestabilnih že v prisotnosti majhnih količin vode. Dokazali smo, da k temu največ prispevajo vodikove vezi med prostimi molekulami vode in koordinirano vodo na anorganskih verigah ter π-π interakcije med aromatskimi obroči. Proces adsorpcije in desorpcije vode smo poleg merjenja vodnih izoterm spremljali tudi z in situ NMR in IR spektroskopijo.
COBISS.SI-ID: 5277722
Aluminofosfatni material APO-tric je novi adsorpcijski material za shranjevanje toplotne energije. APO-tric ima mikroporozno triklinsko kabazitno strukturo z urejenimi tridimenzionalnimi kanali. Ogrodje je zelo fleksibilno, kar povečuje možnost adsorpcije vode v strukturo. Adsorpcija vode deformira kabazitno strukturo. Deformacija je popolnoma reverzibilna in se jo lahko odstrani z dehidratacijo pri 120C. Material je temperaturno stabilen do 900C in ima visoko adsorpcijo vode: 0.32 g vode na 1 g materiala.
COBISS.SI-ID: 4507674