Metallorganische Gerüstmaterialien

Am Fraunhofer ISE hergestellter Eisen-MOF (metal organic framework) für die Verwendung in Sorptionsprozessen.

Materialien und Komponenten für Wärmetransformation

Im Thema Materialien und Komponenten für Wärmetransformation beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten

 

Thermochemische Materialien

 

Verdampfer/ Kondensator und Adsorber

Innovative und gezielt angepasste Materialien und Komponenten für die Sorptions- und Gebäudetechnik sind ein entscheidender Hebel, um den spezifischen Energie- und CO2- Verbrauch auf der Anlagen- und Systemebene zu reduzieren.

Der Fokus der aktuellen Forschungsarbeiten liegt auf der gezielten Entwicklung von neuartigen Adsorptionsmaterialien und der Beschichtung auf verschiedenen Trägerstrukturen mit verbesserten Stoff- und Wärmetransporteigenschaften. Gleichzeitig steht die Entwicklung von Wärmeübertragern im Fokus, die mit minimalem Materialeinsatz den hohen Anforderungen hinsichtlich Oberflächenvergrößerung, Wärmeleitung und Bauteilstabilität gerecht werden.


Zentrale Arbeitsgebiete sind hier:

  • Entwicklung von hochporösen Adsorptionsmaterialien wie Aktivkohlen, Zeolithe und Metall-Organische Gerüstmaterialien (MOFs) für die Anwendungsgebiete Gasspeicherung und -trennung, thermisch angetriebene Wärmepumpen und Kältemaschinen, heterogene Katalyse sowie Sensorik.
  • Entwicklung von Beschichtungsverfahren zur Aufbringung auf verschiedenen Trägerstrukturen
  • Entwicklung von Wärmeübertragern mit schnellem thermischen Schwingverhalten und reduziertem Bauvolumen/ Materialeinsatz durch gezielt angepasste Oberflächenvergrößerungen; Verwendung finden Metallfasern, Draht- und Gewebestrukturen sowie Schäume und Schwämme
  • Entwicklung von Wärmeübertragern für die Verdampfung von Wasser, Propan und klassischen Kältemitteln

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

ADOSO

Entwicklung einer Gasadsorptionswärmepumpe mit einem aufkristallisierten Zeolithwärmeübertrager und einem neuartigem Verdampfer-Kondensatorapparat

 

iNSPiRe

Sorption Collector

 

iNSPiRe

Systemischer Ansatz für die Nachrüstung von Bestandsgebäuden

Stefan Henninger

Contact Press / Media

Dr. Stefan Henninger

Materialien und Komponenten für Wärmetransformation, Thermochemische Materialien

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5104

Lena Schnabel

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Lena Schnabel

Materialien und Komponenten für Wärmetransformation, Verdampfer/Kondensator und Adsorber, Wärmeübertragung in gebäudetechnischen Anlagen

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5412

Veröffentlichungen

 

YearTitle/AuthorDocument Type
2018Development and application of an exchange model for anisotropic water diffusion in the microporous MOF aluminum fumarate
Splith, T.; Fröhlich, D.; Henninger, S.K.; Stallmach, F.
Journal Article
2018Evaluation of the highly stable metal-organic framework MIL-53(Al)-TDC (TDC = 2,5-thiophenedicarboxylate) as a new and promising adsorbent for heat transformation applications
Tannert, N.; Ernst, S.-J.; Jansen, C.; Bart, H.-J.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
2018Green synthesis of a new Al-MOF based on the aliphatic linker mesaconic acid: Structure, properties and in situ crystallisation studies of Al-MIL-68-Mes
Reinsch, H.; Homburg, T.; Heidenreich, N.; Fröhlich, D.; Henninger, S.; Wark, M.; Stock, N.
Journal Article
2018Optimisation of synthesis conditions for UiO-66-CO2H towards scale-up and its vapour sorption properties
Reinsch, H.; Fröhlich, D.; Waitschat, S.; Chavan, S.; Lillerud, K.; Henninger, S.; Stock, N.
Journal Article
2018Relation of water adsorption capacities of zeolites with their structural properties
Tatlier, M.; Munz, G.; Henninger, S.
Journal Article
2018Scalable green synthesis and full-scale test of the metal-organic framework CAU-10-H for use in adsorption-driven chillers
Lenzen, D.; Bendix, P.; Reinsch, H.; Fröhlich, D.; Kummer, H.; Möllers, M.; Hügenell, P.; Gläser, R.; Henninger, S.; Stock, N.
Journal Article
2018Synthesis of M-UiO-66 (M = Zr, Ce or Hf) employing 2,5-pyridinedicarboxylic acid as a linker: Defect chemistry, framework hydrophilisation and sorption properties
Waitschat, S.; Fröhlich, D.; Reinsch, H.; Terraschke, H.; Lomachenko, K.A.; Lamberti, C.; Kummer, H.; Helling, T.; Baumgartner, M.; Henninger, S.; Stock, N.
Journal Article
2017Adsorbentien für die sorptionsgestützte Klimatisierung: Vortrag gehalten beim Jahrestreffen der ProcessNet Fachgruppen Mechanische Flüssigkeitsabtrennung, Kristallisation, Phytoextrakte, Adsorption, Extraktion, Fluidverfahrenstechnik und Membrantechnik, Köln, Germany, 6. - 10. März 2017
Ernst, S.; Sanchez, C.; Jeremias, F.; Tannert, N.; Bart, H.; Janiak, C.; Henninger, S.
Presentation
2017Adsorbentien für sorptionsgestützte Klimatisierung, Entfeuchtung und Wassergewinnung
Ernst, S.; Baumgartner, M.; Fröhlich, D.; Bart, H.; Henninger, S.
Journal Article
2017Advanced Measurement and Simulation Procedure for the Identification of Heat and Mass Transfer Parameters in Dynamic Adsorption Experiments
Velte, A.; Füldner, G.; Laurenz, E.; Schnabel, L.
Journal Article
2017Effect of improving thermal conductivity of the adsorbent on performance of adsorption cooling system
Askalany, A.A.; Henninger, S.K.; Ghazy, M.; Saha, B.B.
Journal Article
2017Evaporator development for adsorption heat transformation devices - influencing factors on non-stationary evaporation with tube-fin heat exchangers at sub-atmospheric pressure
Volmer, R.; Eckert, J.; Füldner, G.; Schnabel, L.
Journal Article
2017A functional full-scale heat exchanger coated with aluminum fumarate metal-organic framework for adsorption heat transformation
Kummer, H.; Jeremias, F.; Warlo, A.; Füldner, G.; Fröhlich, D.; Janiak, C.; Gläser, R.; Henninger, S.K.
Journal Article
2017Heat transfer surface area enlargement by usage of metal textile structures - development, potential and evaluation
Fugmann, H.; Schnabel, L.; Lauro, P. di
Conference Paper
2017High potential of employing bentonite in adsorption cooling systems driven by low grade heat source temperatures
Askalany, A.A.; Ernst, S.-J.; Hügenell, P.P.C.; Bart, H.-J.; Henninger, S.K.; Alsaman, A.S.
Journal Article
2017Metal-organic frameworks for air conditioning: Presentation held at 2nd European Conference on Metal Organic Frameworks and Porous Polymers, EuroMOF 2017, Delft, The Netherlands, October 29th to November 1st, 2017
Ernst, S.; Morgenstern, A.; Fröhlich, D.; Hügenell, P.; Bart, H.; Henninger, S.
Presentation
2017Mikrostrukturierte Wärmeübertrager mit hoher Druckstabilität
Balzer, R.; Fugmann, H.
Book Article
2017Molecular dynamics phenomena of water in the metalorganic framework MIL-100(Al), as revealed by pulsed field gradient NMR and atomistic simulation
Splith, T.; Pantatosaki, E.; Kolokathis, P.D.; Fröhlich, D.; Zhang, K.; Füldner, G.; Chmelik, C.; Jiang, J.; Henninger, S.K.; Stallmach, F.; Papadopoulos, G.K.
Journal Article
2017New materials for adsorption heat transformation and storage
Henninger, S.K.; Ernst, S.-J.; Gordeeva, L.; Bendix, P.; Fröhlich, D.; Grekova, A.D.; Bonaccorsi, L.; Aristov, Y.; Jaenchen, J.
Journal Article
2017A novel adsorption module with fiber heat exchangers: Performance analysis based on driving temperature differences
Wittstadt, U.; Füldner, G.; Laurenz, E.; Warlo, A.; Große, A.; Herrmann, R.; Schnabel, L.; Mittelbach, W.
Journal Article
2017Optimization of power density and metal-to-adsorbent weight ratio in coated adsorbers for adsorptive heat transformation applications
Bendix, P.; Füldner, G.; Möllers, M.; Kummer, H.; Schnabel, L.; Henninger, S.; Henning, H.-M.
Journal Article
2017Seasonal performance evaluation of gas heat pumps with different working pairs under varying boundary conditions: Presentation held at International Sorption Heat Pump Conference, ISHPC 2017, Tokyo, Japan, 07.08.-10.08.2017
Nienborg, B.; Schossig, P.; Aprile, M.; Critoph, R.
Presentation
2017Structural and stability investigations of metal-organic frameworks under humid conditions for heat transformation applications
Fröhlich, Dominik; Henninger, Stefan (Betreuer); Janiak, Christoph (Referent)
Dissertation
2017Synthesis, functionalization and evaluation of ethylene-bridged PMOs as adsorbents for sorption dehumidification and cooling systems
Sanchez, C.; Jeremias, F.; Ernst, S.-J.; Henninger, S.
Journal Article
2017Thermally driven refrigeration by methanol adsorption on coatings of HKUST-1 and MIL-101(Cr)
Kummer, H.; Baumgartner, M.; Hügenell, P.; Fröhlich, D.; Henninger, S.; Gläser, R.
Journal Article
2017"Water - Silica Siogel" working pair for adsorption chillers: Adsorption equilibrium and dynamics
Sapienza, A.; Velte, A.; Girnik, I.; Frazzica, A.; Füldner, G.; Schnabel, L.; Aristov, Y.
Journal Article
2017Wire Structure Heat Exchangers. New Designs for Efficient Heat Transfer
Fugmann, H.; Laurenz, E.; Schnabel, L.
Journal Article
2016Ambient pressure synthesis of MIL-100(Fe) MOF from homogeneous solution using a redox pathway
Jeremias, F.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
2016Assessment of thermodynamic equilibrium properties of salt hydrates for heat transformation applications at different temperature levels
Laurenz, E.; Füldner, G.; Schnabel, L.
Abstract
2016Drahtgewebebasierte Wärmeübertrager: Entwicklung und Bewertung
Fugmann, H.; Tahir, A.; Nienborg, B.; Schnabel, L.
Journal Article
2016Experimental and simulative characterization of a fin and tubes heat exchanger with PCM for process heat applications
Neumann, H.; Seiler, D.; Schossig, P.; Gschwander, S.
Conference Paper
2016Experimental characterization of aluminum fibre/SAPO-34 composites for adsorption heat pump applications
Velte, A.; Herrmann, R.; Andersen, O.; Wittstadt, U.; Füldner, G.; Schnabel, L.
Abstract
2016From Design to Application: Direct Crystallization of Metal- Organic Frameworks on 3D Substrates for Use in Sorption-Based Heat Transformation
Ernst, S.-J.; Jeremias, F.; Bart, H.-J.; Henninger, S.K.
Journal Article
2016Methanol adsorption on HKUST-1 coatings obtained by thermal gradient deposition (TGD)
Ernst, S.; Jeremias, F.; Bart, H.-J.; Henninger, S.K.
Journal Article
2016Temperature and mechanical stabilities and changes in porosity of silicone binder based zeolite coatings
Bendix, P.B.; Henninger, S.K.; Henning, H.-M.
Journal Article
2016Thermally driven refrigeration by methanol adsorption - MOFs as a promising new material class extending the temperature application field: Presentation held at IVth International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems, IMPRES 2016, Taormina/Italy, 25.10.2016
Kummer, H.; Henninger, S.; Gläser, R.
Presentation
2016Wasseradsorption und -diffusion in SAPO-34 für die adsorptive Wärmetransformation
Stallmach, F.; Splith, T.; Chmelik, C.; Füldner, G.; Henninger, S.K.; Kolokathis, P.T.; Pantatosaki, E.; Papadopoulos, G.K.
Journal Article
2016Water adsorption behaviour of CAU-10-H: A thorough investigation of its structure-property relationships
Fröhlich, D.; Pantatosaki, E.; Kolokathis, P.D.; Markey, K.; Reinsch, H.; Baumgartner, M.; Veen, M.A. van der; Vos, D.E. de; Stock, N.; Papadopoulos, G.K.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
2015Analyse geometrischer Einflussfaktoren auf die Niederdruckverdampfung von Wasser an Lamellenwärmeübertragern
Volmer, R.; Eckert, J.; Schnabel, L.
Conference Paper
2015Crystallization of zeolite X coatings on stainless steel by microwave heating
Tatlier, M.; Kummer, H.; Henninger, S.K.
Journal Article
2015Ethanol adsorption onto metal organic framework: Theory and experiments
Saha, B.B.; El-Sharkawy, I.I.; Miyazaki, T.; Koyama, S.; Henninger, S.K.; Herbst, A.; Janiak, C.
Journal Article
2015Gas-Flüssig-Wärmeübertrager aus fluidführenden Gewebematten
Fugmann, H.; Junaid Tahir, A.; Nienborg, B.; Schnabel, L.
Conference Paper
2015High-yield, fluoride-free and large-scale synthesis of MIL-101(Cr)
Zhao, T.; Jeremias, F.; Boldog, I.; Nguyen, B.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
2015Performance evaluation of air-based heat rejection systems
Fugmann, H.; Nienborg, B.; Trommler, G.; Dalibard, A.; Schnabel, L.
Journal Article
2015Simple models for building-integrated solar thermal systems
Maurer, C.; Cappel, C.; Kuhn, T.E.
Journal Article
2015Versatile siloxane based adsorbent coatings for fast water adsorption processes in thermally driven chillers and heat pumps
Kummer, H.; Füldner, G.; Henninger, S.K.
Journal Article
2015Woven wire gas-to-liquid heat exchanger
Fugmann, H.; Tahir, A.J.; Schnabel, L.
Conference Paper
2014Advancement of sorption-based heat transformation by a metal coating of highly-stable, hydrophilic aluminium fumarate MOF
Jeremias, F.; Fröhlich, D.; Janiak, C.; Henninger, S.K.
Journal Article
2014Calculation of solar gains for solar heating and cooling using the bin-method
Schicktanz, M.D.; Döll, J.; Fugmann, H.
Conference Paper
2014Characterization of adsorbent/refrigerant pairs for developing high performance adsorption cooling systems
El-Sharkawy, I.I.; Uddin, K.; Miyazaki, T.; Saha, B.B.; Koyama, S.; Henninger, S.K.
Conference Paper
2014Effect of zeolite A coating thickness on adsorption kinetics for heat pump applications
Tatlier, M.; Munz, G.; Füldner, G.; Henninger, S.K.
Journal Article
2014Energetische und energiewirtschaftliche Analyse von Wärmepumpen für die Wärme- und Kälteversorgung von Nichtwohngebäuden
Kalz, D.; Herkel, S.; Klein, K.; Winiger, S.
Conference Paper
2014Experimental and Theoretical Analysis of the Kinetic Performance of an Adsorbent Coating Composition for Use in Adsorption Chillers and Heat Pumps
Frazzica, A.; Füldner, G.; Sapienza, A.; Freni, A.; Schnabel, L.
Journal Article
2014Heat Transfer in Adsorption Heat Exchangers between Fins and Monolayer Pellet Beds
Laurenz, E.; Füldner, G.; Schnabel, L.
Conference Paper
2014Monitoring Results and Optimization of a Facade Integrated Ventilation Concept for Building Retrofit: Presentation held at Air Infiltration and Ventilation Centre, 35th AIVC Conference, 24-25 September 2014, Poznan, Poland
Coydon, F.; Duran, M.; Dinkel, A.; Herkel, S.
Presentation
2014Multicycle water vapour stability of microporous breathing MOF aluminium isophthalate CAU-10-H
Fröhlich, D.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
2014Sorption composite materials for solar thermal energy storage
Ristic, A.; Henninger, S.K.
Conference Paper
2014TABSOLAR - Materialentwicklung und Fertigung durchströmter Bauteile aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC)
Hermann, M.; Lauro, P. di; Kennemann, F.; Koch, L.; Teichmann, T.; Sablotny, T.
Conference Paper
2014Vermessung des dynamischen Verdampfungs- und Kondensationsverhaltens an Wärmeübertragern für adsorptionstechnische Anlagen
Volmer, R.; Schalling, T.; Schnabel, L.
Conference Paper
2014Water and methanol adsorption on MOFs for cycling heat transformation processes
Jeremias, F.; Fröhlich, D.; Janiak, C.; Henninger, S.K.
Journal Article
2013First results of a coated heat exchanger for the use in dehumidification and cooling processes
Munz, G.M.; Bongs, C.; Morgenstern, A.; Lehmann, S.; Kummer, H.; Henning, H.-M.; Henninger, S.K.
Journal Article
2013Grafting of hydrophilic ethylene glycols or ethylenediamine on coordinatively unsaturated metal sites in MIL-100(Cr) for improved water adsorption characteristics
Wickenheisser, M.; Jeremias, F.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
2013A Novel Dehumidification and Cooling System Driven by an Evacuated Tube Solar Air Collector
Munz, G.; Bongs, C.; Morgenstern, A.; Lehmann, S.; Kummer, H.; Henning, H.-M.; Henninger, S.K.
Conference Paper
2013Porous coordination polymers as novel sorption materials for heat transformation processes
Janiak, C.; Henninger, S.K.
Journal Article
2013Programming MOFs for water sorption: Amino-functionalized MIL-125 and UiO-66 for heat transformation and heat storage applications
Jeremias, F.; Lozan, V.; Henninger, S.K.; Janiak, C.
Journal Article
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