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Active MOF water harvester with extraordinary productivity enabled by cooling-enhanced sorption
Energy & Environmental Science ( IF 32.4 ) Pub Date : 2023-12-14 , DOI: 10.1039/d3ee03134a Yaohui Feng 1 , Lurong Ge 1 , Yao Zhao 1 , Qian Li 1 , Ruzhu Wang 1 , Tianshu Ge 1
Energy & Environmental Science ( IF 32.4 ) Pub Date : 2023-12-14 , DOI: 10.1039/d3ee03134a Yaohui Feng 1 , Lurong Ge 1 , Yao Zhao 1 , Qian Li 1 , Ruzhu Wang 1 , Tianshu Ge 1
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Extracting water from the air using a metal–organic framework (MOF) is an emerging solution to mitigate the global water crisis. Reported MOF water harvesters have improved water productivity from 0.1, 1.0 to 3.5 LH2O kgMOF−1 d−1 using different strategies, but still cannot meet practical demands. Herein, we report the design of a MOF water harvester with tunable sorption–desorption behaviors by introducing cooling-assisted adsorption. Triple benefits brought by cooling effects—rapid sorption, enhanced capacity and reduced desorption temperature—deliver extraordinary productivities of 7.75–22.81 LH2O kgMOF−1 d−1 in a diverse range of climates (10–35 °C, 20–80%RH), outperforming the best-performing MOF water harvester. Field tests produced 990.4 mL of clean water continuously throughout the day using a heat pump-integrated harvester in weather with an extremely low RH of 26%, corresponding to a productivity of 9.9 LH2O kgMOF−1 d−1 with an energy consumption of 2.96 kW h LH2O−1, demonstrating the great potential to provide adequate drinking water in real-world scenarios.
中文翻译：
活性 MOF 水收集器通过冷却增强吸附实现非凡的生产力
使用金属有机框架（MOF）从空气中提取水是缓解全球水危机的新兴解决方案。报道的MOF集水器使用不同的策略将水生产率从0.1、1.0提高到3.5 L H 2 O kg MOF -1 d -1，但仍然不能满足实际需求。在此，我们报告了通过引入冷却辅助吸附，具有可调吸附-解吸行为的 MOF 水收集器的设计。冷却效应带来的三重好处——快速吸附、增强容量和降低解吸温度——在各种气候范围（10–35 °C 、20– 80%RH），优于性能最佳的 MOF 集水器。现场测试在相对湿度极低 26% 的天气下，使用热泵集成收水机全天连续生产 990.4 mL 清洁水，相当于 9.9 L H 2 O kg MOF -1 d -1的生产率，能量为消耗2.96 kW h L H 2 O -1，展示了在现实场景中提供充足饮用水的巨大潜力。
更新日期：2023-12-14
中文翻译：
活性 MOF 水收集器通过冷却增强吸附实现非凡的生产力
使用金属有机框架（MOF）从空气中提取水是缓解全球水危机的新兴解决方案。报道的MOF集水器使用不同的策略将水生产率从0.1、1.0提高到3.5 L H 2 O kg MOF -1 d -1，但仍然不能满足实际需求。在此，我们报告了通过引入冷却辅助吸附，具有可调吸附-解吸行为的 MOF 水收集器的设计。冷却效应带来的三重好处——快速吸附、增强容量和降低解吸温度——在各种气候范围（10–35 °C 、20– 80%RH），优于性能最佳的 MOF 集水器。现场测试在相对湿度极低 26% 的天气下，使用热泵集成收水机全天连续生产 990.4 mL 清洁水，相当于 9.9 L H 2 O kg MOF -1 d -1的生产率，能量为消耗2.96 kW h L H 2 O -1，展示了在现实场景中提供充足饮用水的巨大潜力。
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