Een ijzerhoudend ‘metal-organic framework’ (MOF) blijkt verrassend goed in het scheiden van lichte koolwaterstoffen, zoals ethaan, etheen en ethyn. Dat kan de olie-industrie en de petrochemie enorme hoeveelheden energie schelen, meldt het jongste nummer van Science.

Het onderzoek heeft een Nederlandse component: 5 van de 6 auteurs zijn Amerikanen maar UvA-hoogleraar Rajamani ‘Krish’ Krishna tekende voor de computersimulaties.

Het door Jeffrey Long (Berkeley) en collega’s ontwikkelde MOF laat zich omschrijven als Fe₂(dobdc) waarbij dobdc^4- staat voor 2,5-dioxido-1,4-benzeendicarboxylaat. Het idee is dat de ijzercentra een grotere affiniteit hebben voor onverzadigde koolwaterstoffen dan voor verzadigde: ze binden dus etheen beter dan ethaan, propeen beter dan propaan, en ethyn (beter bekend als acetyleen) nog veel beter dan de rest. Methaan bindt juist het zwakst van allemaal.

Met enige handigheid, en evenueel meerdere met MOF gevulde adsorptiekolommen achter elkaar, moet je hiermee allerlei gasmengsels uit elkaar kunnen trekken. De auteurs spreken onder meer van het afzonderlijk verwijderen van de verontreinigingen ethaan, etheen en acetyleen uit ruw aardgas, en van het verwijderen van restjes acetyleen uit de etheen die uit een naftakraker komt. Die laatste verontreiniging zit namelijk de polymerisatie tot polyetheen in de weg.

De energiewinst zit in het feit dat het MOF zijn kunstje doet bij 318 K, iets meer dan kamertemperatuur. Nu wordt voor dit soort scheidingen nog vaak cryogene destillatie toegepast, waarvoor je het gasmengsel eerst dusdanig moet afkoelen dat het vloeibaar wordt. Aangezien kraakprocessen juist bij hoge temperaturen plaatsvinden, is dit energetisch nog veel ongunstiger dan het op het eerste gezicht al lijkt.

Of de MOF echt bruikbaar is op industriële schaal, moet nog worden uitgezocht. Maar de eventueel te behalen winst is zo groot dat het zeker de moeite lijkt om het uit te proberen.

bron: Science, UvA