Voor het eerst is een metal-organic framework (MOF) ontwikkeld dat bruikbaar is om aardgas mee te drogen. Het bindt water zonder er in op te lossen, schrijven onderzoekers van de King Abdullah University of Science and Tehcnology (KAUST, Saoedi-Arabië) deze week in Science.

Dat drogen is noodzakelijk om corrosie en dichtvriezen van aardgasleidingen te voorkomen. Nu worden daar allerlei andere absorptiemiddelen voor gebruikt. Het voordeel van een MOF zit in de relatief lage temperatuur (hier 105 °C) die nodig is om het water er weer uit te krijgen. Vergeleke met droogmiddelen die hiervoor meer dan 200 °C nodig heben, spaart dat een hoop energie.

Ook speelt mee dat sommige van die commerciële droogmiddelen net zo enthousiast CO₂ opnemen, en in aardgas met veel CO₂ niet meer aan het water toe komen. Van dat laatste heeft het MOF van Mohamed Eddaoudi en collega’s geen last: het absorbeert wel CO₂, maar via een afwijkend mechanisme dat de H₂O-absorptie niet in de weg zit.

Eddaoudi heeft het KAUST-8 gedoopt, maar je mag het ook AlFFIVE1-Ni noemen of NiAlF₅(H₂O)(pyr)₂.2H₂O. Pyr staat daarbij voor pyrazine, dat dient als organische linker. Ni²⁺ vormt de hoekpunten van de structuur en AlF₅(H₂O)^2- completeert het geheel als anorganische linker, haaks op de pyrazines. Je kunt Al³⁺ ook door Fe³⁺ vervangen; dan heet het KAUST-9.

Je activeert deze structuur door het water er uit te stoken bij, zoals gezegd, 105 °C. Na afkoeling wil Al³⁺ dat water terug, en dat is de reden dat dit MOF het zo enthousiast adsorbeert. CO₂ wordt op haar beurt gebonden door fluor ( aan de C) en pyrazine (aan de O’s), maar niet aan Al³⁺.

Belangrijk hierbij is dat het MOF niet door het water wordt aangetast. Die eigenschap is bij MOF’s tot nu toe zeer zeldzaam: het overgrote deel kan er absoluut niet tegen.

Of het ook echt bruikbaar is op industriële schaal, moet nog worden uitgezocht.

bron: KAUST