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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Hyunho</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Rao,&#x20;Sameer&#x20;R.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">LaPotin,&#x20;Mina</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Seockheon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Wang,&#x20;Evelyn&#x20;N.</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-19T16:30:35Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-19T16:30:35Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2021-09-02</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2020-11</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="issn">0017-9310</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;117948</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Adsorption-based&#x20;atmospheric&#x20;water&#x20;harvesting&#x20;(AWH)&#x20;technologies&#x20;can&#x20;enable&#x20;decentralized&#x20;and&#x20;distributed&#x20;water&#x20;supplies&#x20;in&#x20;arid&#x20;and&#x20;water&#x20;scarce&#x20;regions&#x20;with&#x20;limited&#x20;infrastructure.&#x20;Recent&#x20;advances&#x20;in&#x20;novel&#x20;adsorbents,&#x20;such&#x20;as&#x20;metal-organic&#x20;frameworks&#x20;(MOFs)&#x20;and&#x20;advanced&#x20;zeolites,&#x20;with&#x20;high&#x20;sorption&#x20;capacity&#x20;at&#x20;low&#x20;humidity&#x20;and&#x20;facile&#x20;regeneration,&#x20;promise&#x20;the&#x20;development&#x20;of&#x20;efficient&#x20;AWH&#x20;technologies.&#x20;However,&#x20;a&#x20;comprehensive&#x20;thermodynamic&#x20;analysis&#x20;based&#x20;on&#x20;fundamental&#x20;material&#x20;properties&#x20;to&#x20;predict&#x20;optimal&#x20;operating&#x20;parameters&#x20;and&#x20;system-level&#x20;efficiency&#x20;has&#x20;not&#x20;been&#x20;pursued.&#x20;In&#x20;this&#x20;work,&#x20;we&#x20;present&#x20;a&#x20;generalized&#x20;theoretical&#x20;framework&#x20;to&#x20;optimize&#x20;the&#x20;energetic&#x20;performance&#x20;of&#x20;thermally-driven&#x20;adsorption-based&#x20;AWH&#x20;systems&#x20;using&#x20;fundamental&#x20;material&#x20;properties,&#x20;such&#x20;as&#x20;adsorption&#x20;isotherms.&#x20;Using&#x20;example&#x20;characteristics&#x20;of&#x20;recently&#x20;reported&#x20;MOFs&#x20;(MOF-801,&#x20;MOF-303,&#x20;and&#x20;Ni2Cl2&#x20;BTDD)&#x20;with&#x20;step-wise&#x20;adsorption&#x20;isotherms,&#x20;we&#x20;present&#x20;AWH&#x20;system-level&#x20;theoretical&#x20;efficiencies&#x20;of&#x20;each&#x20;MOF&#x20;based&#x20;on&#x20;the&#x20;First&#x20;and&#x20;Second&#x20;Law&#x20;of&#x20;Thermodynamics.&#x20;We&#x20;show&#x20;the&#x20;impact&#x20;of&#x20;heat&#x20;source&#x20;temperature&#x20;from&#x20;realistically&#x20;achievable&#x20;low-grade&#x20;heat&#x20;sources&#x20;(up&#x20;to&#x20;100&#x20;degrees&#x20;C)&#x20;on&#x20;the&#x20;overall&#x20;efficiency.&#x20;We&#x20;also&#x20;present&#x20;the&#x20;concept&#x20;of&#x20;a&#x20;cascaded&#x20;system&#x20;which&#x20;operates&#x20;two&#x20;adsorbent&#x20;beds&#x20;in&#x20;series,&#x20;and&#x20;by&#x20;capturing&#x20;the&#x20;condensation&#x20;heat&#x20;of&#x20;the&#x20;first&#x20;bed,&#x20;an&#x20;increase&#x20;in&#x20;the&#x20;overall&#x20;efficiency&#x20;can&#x20;be&#x20;achieved.&#x20;At&#x20;ambient&#x20;conditions&#x20;with&#x20;relative&#x20;humidities&#x20;(RHs)&#x20;below&#x20;40%,&#x20;which&#x20;is&#x20;typical&#x20;of&#x20;arid&#x20;climates,&#x20;we&#x20;show&#x20;theoretical&#x20;thermal&#x20;(thermal&#x20;energy&#x20;to&#x20;water&#x20;conversion)&#x20;and&#x20;Second&#x20;Law&#x20;efficiencies&#x20;of&#x20;0.33&#x20;and&#x20;0.18&#x20;with&#x20;MOF-801&#x20;and&#x20;MOF-303,&#x20;and&#x20;0.56&#x20;and&#x20;0.19&#x20;with&#x20;Ni2Cl2&#x20;BTDD,&#x20;respectively.&#x20;For&#x20;the&#x20;cascaded&#x20;system,&#x20;a&#x20;thermal&#x20;efficiency&#x20;of&#x20;0.7&#x20;and&#x20;Second&#x20;Law&#x20;efficiency&#x20;of&#x20;0.23&#x20;can&#x20;be&#x20;achieved&#x20;with&#x20;Ni2Cl2&#x20;BTDD,&#x20;over&#x20;an&#x20;order&#x20;of&#x20;magnitude&#x20;greater&#x20;than&#x20;state-of-the-art&#x20;refrigeration&#x20;systems.&#x20;Our&#x20;framework&#x20;presented&#x20;can&#x20;identify&#x20;optimal&#x20;operating&#x20;parameters,&#x20;and&#x20;enable&#x20;system-level&#x20;predictions&#x20;using&#x20;materials&#x20;properties&#x20;for&#x20;AWH&#x20;and&#x20;other&#x20;related&#x20;applications,&#x20;including&#x20;thermal&#x20;energy&#x20;storage,&#x20;dehumidification,&#x20;and&#x20;desalination.&#x20;(C)&#x20;2020&#x20;Elsevier&#x20;Ltd.&#x20;All&#x20;rights&#x20;reserved.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">PERGAMON-ELSEVIER&#x20;SCIENCE&#x20;LTD</dcvalue>
<dcvalue element="subject" qualifier="none">METAL-ORGANIC&#x20;FRAMEWORKS</dcvalue>
<dcvalue element="subject" qualifier="none">ZEOLITES</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Thermodynamic&#x20;analysis&#x20;and&#x20;optimization&#x20;of&#x20;adsorption-based&#x20;atmospheric&#x20;water&#x20;harvesting</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1016&#x2F;j.ijheatmasstransfer.2020.120253</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">INTERNATIONAL&#x20;JOURNAL&#x20;OF&#x20;HEAT&#x20;AND&#x20;MASS&#x20;TRANSFER,&#x20;v.161</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">INTERNATIONAL&#x20;JOURNAL&#x20;OF&#x20;HEAT&#x20;AND&#x20;MASS&#x20;TRANSFER</dcvalue>
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<dcvalue element="subject" qualifier="keywordAuthor">Atmospheric&#x20;water&#x20;harvesting</dcvalue>
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