Um avanço na geração de estruturas orgânicas metálicas estáveis ​​à água permite a remoção eficiente de água dos gases.

A visão convencional de que estruturas metal-orgânicas (MOFs) não podem ser estáveis ​​na água foi derrubada pelo desenvolvimento de um MOF que pode adsorver água de forma seletiva e eficaz para secar fluxos de gás.

"A conquista da desidratação com eficiência energética por nosso MOF é revolucionária, "disse o professor Mohamed Eddaoudi, Diretor de Membranas Avançadas e Materiais Porosos (AMPM) na Divisão KAUST de Ciência Física e Engenharia.

Gases, como o gás natural, deve ser desidratado antes do transporte e uso para evitar problemas, incluindo corrosão da tubulação e bloqueios devido à formação de gelo de metano. Os agentes de secagem convencionais requerem um ciclo de regeneração que consome muita energia.

O novo MOF fluorado desenvolvido pela equipe KAUST atinge o ciclo de secagem e regeneração em temperaturas relativamente baixas e requer cerca de metade da entrada de energia dos procedimentos convencionais. Esta redução dramática no uso de energia destaca o potencial óbvio para expandir a inovação para trazer enormes economias de eficiência na produção de gás e na indústria de transporte.

MOFs são materiais híbridos orgânico-inorgânico que contêm íons metálicos ou aglomerados mantidos no lugar por moléculas orgânicas conhecidas como ligantes. A variação dos componentes metálicos e dos ligantes orgânicos permite que os pesquisadores ajustem a estrutura e as propriedades químicas dos MOFs. O principal objetivo deste ajuste fino é criar MOFs com cavidades que se ligam seletivamente e retêm moléculas específicas, como a água que deve ser removida de um fluxo de gás.

"Inicialmente, nosso objetivo era adaptar nossos recentemente introduzidos MOFs contendo flúor, para incluir uma série periódica de locais de metal abertos e centros de flúor no sistema de poros contraídos, para conseguir várias separações de chave, ", disse Eddaoudi. Essa exploração levou à descoberta de um MOF estável à água - agora denominado KAUST-8 - com propriedades exclusivas de adsorção de água e excelentes recursos de desidratação reciclável. KAUST-8 remove o dióxido de carbono junto com a água, que é um requisito comum no processamento de gás industrial.

"Não tenho dúvidas de que esta descoberta inspirará cientistas na academia e na indústria a explorar MOFs para enfrentar outros desafios, "disse Eddaoudi. A equipe KAUST vê possibilidades adicionais podem incluir a remoção de água de líquidos, como tintas e solventes usados ​​na indústria eletrônica.