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李松课题组在国际权威能源材料期刊《JMCA》发文

发布日期:2019-03-01    作者:     来源:     点击:

2019年2月25日,国际权威能源材料期刊Journal of Materials Chemistry A在线刊发了欧美视频李松课题组的最新研究成果——《基于金属有机骨架-乙醇工质对的吸附式热泵制冷性能的高通量评价及构效关系研究》(Structure-Property Relationship of Metal-Organic Frameworks for Alcohol Adsorption based Heat Pumps by High-throughput Computational Screening)。欧美视频博士研究生李炜为论文的第一作者,课题组研究生夏潇潇和曹猛为该文的共同作者,李松副教授是论文的唯一通讯作者,华中科技大学是唯一通讯单位。

吸附式热泵是一种采用低品位能源(如太阳能或工业废热)驱动的制冷/制热装置,可以有效降低传统能源消耗,实现节能环保的长远目标,因而到了广大研究人员的关注。传统吸附材料由于吸附量低、再生能耗高等缺陷,导致其热泵性能系数(COP)偏低,难以满足实际应用需求。当前,作为表面积最高的一种纳米多孔材料,金属有机骨架材料(MOFs)具有优良的吸附性能,因而被认为是一种适用于吸附式热泵的、最有前景的吸附剂。然而,MOFs材料种类众多,如何从成千上万种MOFs中,快速确定具有高效制冷性能(COPC)的MOFs成为一项迫切需求。

1.基于金属有机骨架-乙醇工质对的吸附式热泵制冷性能的高通量计算筛选

本研究报道了一种能够快速、准确评价大量基于MOFs-乙醇工质对的吸附式热泵性能的高通量筛选技术。研究团队首次将高通量计算筛选与吸附式热泵的热力学系统模型相结合,建立了直接预测MOFs-乙醇工质对制冷性能系数的方法,成功预测了1527种MOFs-乙醇工质对的COPC,并发现理论预测与实验测量结果基本吻合。同时,通过主成分分析和决策树模型等大数据分析方法,获得了MOFs结构特征、吸附性能与吸附式热泵性能之间的构效关系模型,阐明了影响吸附式热泵COPC的关键因素及其机理,以进一步指导高性能吸附式热泵的研发。

论文链接:Structure-Property Relationship of Metal-Organic Frameworks for Alcohol Adsorption based Heat Pumps by High-throughput Computational Screening,DOI :10.1039/C8TA07909A

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ta/c8ta07909a#!divAbstract