Dr. Inhar Imaz och ICREA-professor Daniel Maspoch är hjärnorna bakom en ny metod för organisk metallsyntes. Deras spraytorkningsteknik förväntas avsevärt främja kommersialiseringen av MOF.

En grupp av EU-projektpartners (ProDIA) har framgångsrikt utvecklat syntesprocesser som möjliggör tillverkning av metallorganiska ramverk (MOFs) material i industriell skala. Dessa innovativa metoder har avsevärt minskat produktionskostnaderna, gör att MOF:er kan prissättas konkurrenskraftigt mot många nuvarande marknadsledande material. Med förmågan att erbjuda dessa avancerade porösa material till ett ekonomiskt lönsamt pris, de beräknade fördelarna med deras överlägsna prestanda kan nu realiseras.

Metallorganiska ramverk (MOF) är bland de mest spännande materialen som har dykt upp under de senaste två decennierna. De är pulverformiga fasta ämnen som består av metaller eller metallkluster som är länkade av organiska ligander till utökade nätverk, som ofta har mycket hög porositet i nanoporeområdet (1 nanometer =10 ^-9 m). Det är dessa små porer eller håligheter som gör dessa MOF-material idealiska för lagring av gaser som CH ₄ , H ₂ O, CO ₂ , NH ₃ och nej, bland andra. Tillsammans med deras kemiska flexibilitet, MOF har stor potential inom en mängd olika sektorer som täcker energi, miljömässiga och biologiska tillämpningar.

Konsortiet har framgångsrikt uppnått betydande framsteg inom två områden som är avgörande för MOF-industrialisering/tillverkning och formning/formulering. Flera tillverkningsprocesser undersöktes, utvecklad och validerad för att möjliggöra produktion i flera kilo skala av ett strukturellt och kemiskt varierat utbud av MOF-material. Lämpligt formade kroppar och formuleringar innefattande de tillverkade MOF-pulvren tillverkades, kännetecknas och testas för användning inom nyckelapplikationsområdena för gaslagring för ren mobil energi, avfallsvärmebaserade kyllösningar för datacenter, luftrening, och förebyggande av medicintekniska infektioner. Data som samlats in i sida-vid-sida-testning med industririktmärken bevisar den överlägsna prestanda som kan uppnås från de tillverkade materialen, bekräftar deras enorma framtidspotential.

En grupp forskare ledda av Dr Inhar Imaz och ICREA Prof. Daniel Maspoch vid Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2) utvecklade en av de nya metoderna för MOF-syntes:spraytorkning. ICN2:s spraytorkningsmetod publicerades först i Naturkemi 2013. Den patenterades och licensierades till andra ProDIA-partner MOFApps 2015. Nu, den har skalats upp från gram- till kiloskalig produktion i samarbete med forskargruppen ledd av prof. David Farrusseng (IRCELYON, CNRS), MOFApps och Axel'One.

Nyckeln till denna snabba resa från labb till industri är att metoden har anpassats från en vanlig industriell process som inte kräver någon specialiserad utrustning. Den använder också vatten som reaktionsmedium, gör det till en låg kostnad, miljövänlig väg till kontinuerlig produktion av en rad porösa MOF. Unikt i Europa, proof-of-concept-installationen vid Axel'One är 10,5 meter hög och ger flera tiotals kilo av den kopparbaserade MOF, HKUST-1, på bara några timmar. Detta är ett viktigt steg mot produktion i industriell skala (~300 kg/dag) av MOF via spraytorkning, vilket skulle ge dessa material det konkurrenskraftiga priset de behöver för massupptag.