Girdi (Inputs)
- Yaghi 2025 Nature paper
- CCDC .cif dosyaları
- Pilot nem/sıcaklık günlüğü
- PZDC ham madde maliyeti
Çıktı (Outputs)
- Sentez SOP (4 sayfa)
- XRD/BET karakterizasyon planı
- ∆m/m vs RH eğrisi (hedef ≥ 0,35 g/g @%30 RH)
- Üretim ölçeklendirme tahmini
Araç Seti
- VESTA
- Materials Studio
- Pawley refinement
- TGA/DSC
Başarı Kriteri (KPI)
- ≥ 1 000 adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü
- < 60 °C rejenerasyon sıcaklığı
Bilimsel Temel
AquaMOF, atmosferik su hasadında uluslararası altın standart kabul edilen Yaghi grubunun MOF-303 (Al-PZDC) ve MOF-808 (Zr6O4(OH)4(BTC)2) ailelerini referans alır. Düşük bağıl nem koşullarında yüksek su afinitesi, alüminyumun ülke içinde bol bulunabilir olması ve sentez maliyetinin Zr-temelli alternatiflerden ~%60 daha düşük olması nedeniyle pilot prototipte Al-PZDC (MOF-303 varyantı) tercih edilmiştir. Süreç, laboratuvardan saha üretimine ölçeklenecek biçimde altı aşamalı bir kimya-mühendislik akışı olarak planlanmıştır:
- Referans seçimi & literatür taraması. Yaghi grubunun Science (2017, 2020) ve Nature (2021) yayınları başta olmak üzere son 5 yıllık AWH literatürü taranır; MOF-303, MOF-808, MOF-LA2-1 ve CAU-10 izoterm verileri karşılaştırılır. A10 (Patent & IP) ile FTO eşleşmesi yapılır, eşdeğer patent açıklığı doğrulanır.
- Solvotermal sentez. AlCl3·6H2O ile 1H-pirazol-3,5-dikarboksilik asit (PZDC) DMF/H2O karışımında, 130 °C'de 24 saat solvotermal koşullarda reaksiyona sokulur. Hedef batch verimi ≥ %75; çözücü geri kazanımı ≥ %85 (yeşil kimya kriteri, A09 LCA ile uyumlu).
- Karakterizasyon (her batch için zorunlu). Kristaliniteyi doğrulamak için XRD, gözenek hacmi ve yüzey alanı için BET (hedef ≥ 800 m²/g), bağ yapısı için FTIR, termal kararlılık için TGA (250 °C eşiği). Her batch için kalite kartı düzenlenir, sapan partiler ayrıştırılır.
- İzoterm optimizasyonu. Dinamik buhar sorpsiyon (DVS) cihazıyla %10–%80 RH aralığında adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri çıkarılır. Hedef: %30 RH'da ≥ 0,35 g/g su tutma, histerezis ≤ %5. Sonuçlar A03 Termal & Mekanik CFD modeline beslenir.
- Pasif solar rejenerasyon tasarımı. Şeffaf akrilik kabin + selektif solar soğurucu kaplama (α ≥ 0,92, ε ≤ 0,1) ile iç sıcaklık < 60 °C'de MOF'tan su buharı serbest bırakılır; pasif kondansatör (gece) ile sıvı su toplanır. Elektrik tüketimi yalnızca fan ve sensör için (~12 W ortalama).
- Döngü stabilitesi & sahaya uyarlama. 1.000+ adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü sonrasında kapasite kaybı ≤ %10. Su, 50 µm + 0,2 µm membran filtreleme ve UV-C sterilizasyondan geçirilerek TS 266 içme suyu standardına uyumlu hale getirilir (A13 mevzuat onayı).
Pilot performans hedefi (kilitli): %30 RH @ 25 °C'de ≥ 0,35 g/g su tutma · pasif rejenerasyon < 60 °C · günlük çıkış ≥ 50 L (4 pilot saha × 300 gün) · 10 yıl cihaz ömrü · sahaya getirilmiş BoM ≤ ₺58.700 (A06 doğruladı).