Une percée dans la génération de structures métallo-organiques stables à l'eau permet une élimination efficace de l'eau des gaz.

Le point de vue conventionnel selon lequel les structures métallo-organiques (MOF) ne peuvent pas être stables dans l'eau a été renversé par le développement d'un MOF qui peut sélectivement et efficacement adsorber l'eau aux flux de gaz secs.

« La réalisation d'une déshydratation écoénergétique par notre MOF est révolutionnaire, " a déclaré le professeur Mohamed Eddaoudi, Directeur de l'Advanced Membranes and Porous Materials (AMPM) à la Division des sciences physiques et de l'ingénierie de la KAUST.

Des gaz, comme le gaz naturel, doivent être déshydratés avant le transport et l'utilisation pour éviter des problèmes tels que la corrosion des canalisations et les blocages dus à la formation de glace de méthane. Les agents de séchage conventionnels nécessitent un cycle de régénération énergivore.

Le nouveau MOF fluoré développé par l'équipe KAUST réalise le cycle de séchage et de régénération à des températures relativement basses et nécessite environ la moitié de l'apport énergétique des procédures conventionnelles. Cette réduction spectaculaire de la consommation d'énergie met en évidence le potentiel évident de mise à l'échelle de l'innovation pour apporter d'énormes économies d'efficacité dans l'industrie de la production et du transport du gaz.

Les MOF sont des matériaux hybrides organiques-inorganiques qui contiennent des ions métalliques ou des amas maintenus en place par des molécules organiques appelées lieurs. La variation des composants métalliques et des lieurs organiques permet aux chercheurs d'affiner la structure et les propriétés chimiques des MOF. Un objectif majeur de ce réglage fin est de créer des MOF avec des cavités qui se lieront sélectivement à et retiendront des molécules spécifiques, comme l'eau qui doit être retirée d'un flux de gaz.

"Initialement, notre objectif était d'adapter nos MOF contenant du fluor récemment introduits, pour inclure un réseau périodique de sites métalliques ouverts et de centres de fluor dans le système de pores contractés, pour réaliser diverses séparations de clés, " a déclaré Eddaoudi. Cette exploration a conduit à la découverte d'un MOF stable dans l'eau - maintenant étiqueté KAUST-8 - avec des propriétés d'adsorption d'eau uniques et des capacités de déshydratation recyclables exceptionnelles. KAUST-8 élimine le dioxyde de carbone avec l'eau, qui est une exigence courante dans le traitement des gaz industriels.

« Je ne doute pas que cette découverte inspirera les scientifiques du monde universitaire et de l'industrie à explorer les MOF pour relever d'autres défis, " a déclaré Eddaoudi. L'équipe KAUST voit des possibilités supplémentaires peuvent inclure l'élimination de l'eau des liquides, tels que les encres et les solvants utilisés dans l'industrie électronique.