Synthesis Optimization, Shaping, and Heat Reallocation Evaluation of the Hydrophilic Metal-Organic Framework MIL-160(Al).
The energy-storage capacities of a series of water-stable porous metal-organic frameworks, based on high-valence metal cations (Al3+, Fe3+, Cr3+, Ti4+, Zr4+) and polycarboxylate linkers, were evaluated under the typical conditions of seasonal energy-storage devices. The results showed that the microporous hydrophilic Al-dicarboxylate MIL-160(Al) exhibited one of the best performances. To assess the properties of this material for space-heating applications on a laboratory pilot scale with an open reactor, a new synthetic route involving safer, greener conditions was developed. This led to the production of MIL-160(Al) on a 400 g scale, before the material was shaped into pellets through a wet-granulation method. The material exhibited a very high energy-storage capacity for a physical-sorption material (343 Wh kg-1), which is in full agreement with the predicted value.
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.
Anastasia
A
Permyakova
Institut de Recherche en Energie, Service de Thermodynamique et de Physique mathématique, Université de Mons, 31, boulevard Dolez, 7000, Mons, Belgium.
Oleksandr
O
Skrylnyk
Institut de Recherche en Energie, Service de Thermodynamique et de Physique mathématique, Université de Mons, 31, boulevard Dolez, 7000, Mons, Belgium.
Emilie
E
Courbon
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.
Maame
M
Affram
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.|Institut des Matériaux Poreux de Paris, FRE 2000 CNRS Ecole Normale Supérieure, Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris, PSL Research University, 75005, Paris, France.
Sujing
S
Wang
Catalysis Center for Molecular Engineering (CCME) Korea, Research Institute of Chemical Technology (KRICT), 107, Yusung, Daejeon, 305-600, Korea.
U-Hwang
UH
Lee
Catalysis Center for Molecular Engineering (CCME) Korea, Research Institute of Chemical Technology (KRICT), 107, Yusung, Daejeon, 305-600, Korea.
Anil H
AH
Valekar
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.|Institut des Matériaux Poreux de Paris, FRE 2000 CNRS Ecole Normale Supérieure, Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris, PSL Research University, 75005, Paris, France.
Farid
F
Nouar
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.
Georges
G
Mouchaham
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.|Institut des Matériaux Jean Rouxel, UMR 6502, CNRS Université de Nantes, 2 rue de la Houssinière, 44322, Nantes cedex 3, France.
Thomas
T
Devic
Institut de Recherche en Energie, Service de Thermodynamique et de Physique mathématique, Université de Mons, 31, boulevard Dolez, 7000, Mons, Belgium.
Guy
G
De Weireld
Catalysis Center for Molecular Engineering (CCME) Korea, Research Institute of Chemical Technology (KRICT), 107, Yusung, Daejeon, 305-600, Korea.|Department of Chemistry, Sungkyunkwan University, Suwon, 440-470, Korea.
Jong-San
JS
Chang
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.
Nathalie
0000-0002-7049-7388
N
Steunou
Institut de Recherche en Energie, Service de Thermodynamique et de Physique mathématique, Université de Mons, 31, boulevard Dolez, 7000, Mons, Belgium.
Marc
M
Frère
Institut Lavoisier, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St-Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay, 45 Avenue des Etats-Unis, 78035, Versailles Cedex, France.|Institut des Matériaux Poreux de Paris, FRE 2000 CNRS Ecole Normale Supérieure, Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris, PSL Research University, 75005, Paris, France.
Christian
C
Serre
D000535:Aluminum / Q000737:chemistry*; D060326:Chemistry Techniques, Synthetic; D006358:Hot Temperature; D057927:Hydrophobic and Hydrophilic Interactions; D008958:Models, Molecular; D008968:Molecular Conformation; D009942:Organometallic Compounds / Q000138:chemical synthesis* / Q000737:chemistry*
D009942:Organometallic Compounds; D000535:Aluminum
energy storage; heat storage; metal-organic frameworks; physisorption; space-heating application