Fuktkontroll i den byggda miljön är avgörande för att upprätthålla mänskliga komfortstandarder, men traditionella processer har låg energieffektivitet och deras efterfrågan förväntas tredubblas till år 2050.

För att möta denna kommande utmaning och förbättra energieffektiviteten inom byggsektorn har metall-organiska ramverk (MOF:er) visat stor potential för inomhusfuktkontroll tack vare deras justerbara porositet, höga vattenupptag och milda regenereringsvillkor.

Denna studie undersöker sorptionsprestanda och mekanismer hos flera MOF:er och andra konventionella adsorbenter över olika intervall av relativ luftfuktighet (RH), med fokus på kinetik för att förstå hur man kan skapa snabba sorptionsmiljöer för MOF:er och därigenom ge värdefulla insikter för framtida tillämpningar i stor skala.

MOF:er valdes efter noggrann granskning av de många kandidater som rapporterats i litteraturen, baserat på deras vattenisotermer, kapacitet och syntesförhållanden.

Med hjälp av dynamisk ångsorption (DVS) mättes vattenångs-isotermer och kinetik samt diffusionsbeteende analyserades, i kombination med mätningar av Moisture Buffer Value (MBV).Resultaten visar att MOF:er överträffar kommersiell kiselsyra. Bland de utvalda MOF:erna visade MIP-211 störst potential för användning i lägre fuktighetsintervall (10–40 % RH) med 80,8 % arbetseffektivitet, och MIL-53-muc var bäst lämpad för tillämpningar relaterade till mänsklig komfort (40–65 % RH) med en arbetseffektivitet på 62,8 %.

Dessa resultat bidrar till en bättre förståelse av MOF:ers ångsorptionsbeteende och bekräftar deras potential för fuktkontrolltillämpningar.

Moisture control in the built environment is essential to maintain human comfort standards, yet traditional processes suffer from low energy efficiency, and their demand is expected to triple by 2050. To address this coming challenge and improve energy efficiency in the building sector, Metal-Organic Frameworks (MOFs) have shown strong potential for indoor humidity control thanks to their tunable porosity, high water uptake and mild regeneration conditions. 

This study investigates the sorption performance and mechanisms of several MOFs and other conventional adsorbents across different relative humidity ranges (RH), focusing on kinetics to understand how to create fast sorption environments for MOFs to provide valuable insights for future large scale applications.

MOFs were selected after thorough screening of the many MOF candidates reported in the literature based on their water isotherms, capacity and synthesis conditions.

Using dynamic vapor sorption (DVS), water vapor sorption isotherms were measured and kinetics and diffusion behavior were analyzed, in combination with Moisture Buffer Value measurements.

The results reveal that MOFs outperform commercial silica gel. Among the selected MOFs, MIP-211 showed the best potential for lower range application (10-40 \% RH) with 80.8 \% working efficiency, and MIL-53-muc was the most suited for human comfort applications (40-65 \%) with a 62.8 \% working efficiency. These findings contribute to a better understanding of MOFs' vapor sorption behavior and confirm the potential of MOFs for moisture control applications.