Skip to main content

Odseki

Z1-9171 - Razvoj mikroporoznih aluminofosfatnih ogrodij za pridobivanje pitne vode iz zraka s pomočjo sonca

Vodja projekta:

Dr. Andraž Krajnc


1. VSEBINSKI OPIS PROJEKTA:

Pridobivanje pitne vode iz zraka predstavlja ključen korak do zagotavljanja osnovnih življenjskih potreb za vsakega človeka, ne glede na to, kje se nahaja. Obstaja več načinov za to početje, med najbolj znanimi pa je zajemanje rose ob jutranjem sončnem vzhodu. Takrat se temperature spustijo pod temperaturo rosišča, zato se v namenskih lovilnih mrežah voda hitro utekočini. Na takšen način pa je mogoče zajemati vodo iz zraka le v območjih z visoko relativno vlažnostjo (RH > 50 %), kjer je običajno že dovolj vode v obliki dežnih padavin in talnih voda. Rešitev za sušne predele je uporaba hidrofilnih mikroporoznih materialov. V njihovih porah se voda utekočini že pri precej nižji relativni vlažnosti (RH < 10 %), za sprostitev ujete vode (desorpcijo) pa uporabimo sončno energijo. V nedavni raziskavi so pokazali, da je s kovinsko-organskimi poroznimi materiali mogoče dnevno zajeti 2,8 litrov vode na kilogram suhega materiala (pri RH = 20 %). V raziskovalnem projektu bomo izvedli sistematično študijo mikroporoznih aluminofosfatov, s katero bi utegnili dnevni izkoristek vodnega zajema premakniti še višje. V preteklih študijah smo namreč ugotovili, da imajo ti materiali izjemen potencial za shranjevanje oz. premeščanje toplote, ki deluje po podobnem principu kot zajemanje vode iz ozračja. Pri pripravi materialov je še veliko rezerv v smislu pospešitve procesov hidratacije-dehidratacije, kjer ima ključno vlogo kinetika adsorpcije-desorpcije. Z optimizacijo praškastih vzorcev (spreminjanje morfologije kristalov, uvajanje mezopor) bomo poskusili izboljšati znotraj-delčno difuzivnost vodne pare, z vgradnjo kristalov v polimerno matrico pa difuzijo med samimi delci. Kinetiko adsorpcije-desorpcije bomo opisali z empiričnimi relacijami, ki jih bomo uporabili pri računanju 24-urnega delovanja naprave za pridobivanje vode iz atmosferskega zraka. Na podlagi meteoroloških podatkov bomo izračunali dnevni izkupiček takšne naprave na najbolj vroč dan v letu 2018 za tri izbrane lokacije. Za neposredno primerjavo mikroporoznih aluminofosfatov z najboljšimi iz tega področja uporabe bomo izračunali dnevni izplen zajete vode tudi za pogoje, ki so jih uporabili v literaturi pri izračunu njihovih količin. S projektom želimo postaviti smernice za razvoj novih in izboljšanje zmogljivosti že obstoječih materialov/kompozitov za ožemanje ozračja.

 

a.       osnovni podatki glede financiranja:

Projekt financira ARRS v okviru cenovne kategorije B za obdobje dveh  let v obsegu 1700 letnih ur. Pričetek financiranja je 1. 7.2018.

 

b.      sestava projektne skupine s povezavami na SICRIS

Na Kemijskem inštitutu v projektni skupini Z1-9171  sodelujejo:

35379; Andraž Krajnc

 

2. FAZE PROJEKTA IN NJIHOVA REALIZACIJA

Projekt je razdeljen na sledeče delovne sklope:

1.   Sinteza izbranih AlPO4
2.   Optimizacija AlPO4
3.   Vgradnja AlPO4 v polimerne matrice

4.   Strukturna študija (PXRD, SS-NMR, SEM, TGA)
5.   Študij vodne sorpcije & kinetike
6.   Analiza rezultatov in simulacije

 

3. BIBLIOGRAFSKE REFERENCE, KI IZHAJAJO NEPOSREDNO IZ IZVAJANJA PROJEKTA

 

4. SOFINANCERJI PROJEKTA

Za slepe in slabovidne(CTRL+F2)
barva kontrasta
velikost besedila
označitev vsebine
povečava