Immaterial, surgido de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido en 2015, ha creado MOF monolíticos, o m-MOF. Se ha demostrado que estos m-MOF son muy eficaces para capturar dióxido de carbono a un costo menor que los métodos tradicionales.

La ventaja del m-MOF frente a los polvos MOF radica en la capacidad volumétrica: es decir, la cantidad de gas que se puede almacenar por unidad de volumen. En un contenedor m-MOF cabe el doble de material, por ejemplo dióxido de carbono capturado, que los pellets.

«Con [m-MOFs we] Puede alcanzar niveles de pureza de dióxido de carbono superiores al 95% y recuperación superior al 95%”, afirmó David Fairen-Jimenez, profesor de la Universidad de Cambridge y fundador de Immaterial.

«En términos de coste, mientras que las aminas capturan CO2 a entre 100 y 120 euros por tonelada, podemos bajar a unos 40 euros», afirmó.

Todos los MOF son como esponjas microscópicas o andamios moleculares llenos de pequeños vacíos ordenados. El material está formado por metales que actúan como uniones y enlaces orgánicos hechos de carbono que actúan como vigas conectoras.

Tienen una superficie enorme, lo que los hace ideales para una amplia gama de aplicaciones, incluida la captura de dióxido de carbono, la separación de gases y el almacenamiento de gases como el hidrógeno.

Convertir polvos frágiles de MOF en sólidos sin perder porosidad ha sido durante mucho tiempo un desafío. Cada vez que se aplicaba presión mecánica a los gránulos sólidos de MOF, la porosidad (la propiedad que da funcionalidad a los MOF) colapsaba.

Esto impulsó a Immaterial a encontrar una mejor manera de «densificar» los MOF y hacerlos mecánicamente más fuertes.

«Nos dimos cuenta de que había una gran brecha en la forma en que estos materiales podían implementarse en la industria», dijo Fairen-Jiménez.

La solución llegó cuando un investigador acudió a Fairen-Jiménez con un bloque transparente de un centímetro en lugar de un polvo blanco.

“Nos dimos cuenta, casi por accidente, de que había densificado el material sin colapsar su porosidad”, dijo. «Ese descubrimiento resolvió lo que había sido hasta ese momento la mayor barrera para el uso industrial».

Izquierda: Los MOF se sintetizan naturalmente en forma de polvos, pero son difíciles de escalar. Derecha: los m-MOF son más robustos y poseen un alto volumen y densidad de poros ©Immaterial

Parte de esta reducción de costos que Immaterial considera proviene de la tecnología que no requiere tratamiento previo, un proceso costoso necesario cuando se utilizan zeolitas o carbón activado.

La empresa también está explorando cómo los m-MOF podrían transformar el almacenamiento de hidrógeno sustituyendo los tanques de alta presión convencionales, que funcionan entre 350 y 700 bar, por sistemas que funcionan a sólo 25 bar en condiciones criogénicas.

Este potencial quedó demostrado en un proyecto reciente en el que Immaterial entregó el primer tanque criogénico de hidrógeno m-MOF del mundo para un autobús de pila de combustible, financiado por la cartera de innovación Net Zero de 1.000 millones de libras en el marco del concurso Low Carbon Hydrogen Supply 2.

«Fue un proyecto muy interesante y también muy desafiante porque era la primera vez que estábamos ampliando esta tecnología», dijo Fairen-Jiménez.

El siguiente paso es demostrar que la tecnología de Immaterial puede escalar para una mayor captura de capacidad y demostrar la economía.

Ya ha completado un demostrador a pequeña escala para validar el rendimiento y la estabilidad mecánica de sus materiales, y se espera un piloto más grande para finales de este año.

«La única manera de demostrar que esto realmente funciona es a través de pilotos», añadió. «Necesitamos demostrar que nuestros materiales son robustos y que nuestros cálculos son correctos».

Próximamente en gasworld
Los suscriptores pronto podrán acceder a la función completa de la tecnología m-MOF de Immaterial tanto en línea como en la edición de noviembre de gasmundo revista.