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Kleine Pore große Wirkung: Gase reinigen mit porösen Materialien

05.01.2011 - (idw) Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Erdgas gilt als ein Kraftstoff der Zukunft es setzt weniger Kohlendioxid frei als andere fossile Brennstoffe und könnte sie ersetzen, beispielsweise als Autokraftstoff. Allerdings enthält natürliches Erdgas giftige Substanzen wie Schwefelwasserstoff, die vor der Verbrennung abzutrennen sind. Dafür lassen sich metallorganische Gerüstverbindungen einsetzen. Über diese porösen Materialien und ihre Eigenschaften berichten die Nachrichten aus der Chemie. Metallorganische Gerüstverbindungen (metal-organic frameworks, MOFs) sind Materialien aus Metallen und organischen Verbindungen. Man kann sich die MOFs als aus kleinen Würfeln zusammengesetzt vorstellen: Die Metallatome in den Ecken des Würfels sind dabei über organische Moleküle die Kanten des Würfels verknüpft. Im Inneren des Würfels befindet sich ein Hohlraum, dessen Form und Größe von der Art der Metallatome und der organischen Moleküle abhängen. Zusammen ergeben diese Würfel eine Struktur, die von einem Porennetzwerk durchzogen ist wie ein starrer Schwamm, in dem alle Poren die gleiche Größe haben.
Leitet man ein Gasgemisch durch diese Porenstruktur, bleiben einzelne Komponenten darin hängen. Zwei Eigenschaften der MOFs kommen dabei zum Tragen: Einerseits bleiben manche Moleküle fest an der Porenwand haften, während andere ungehindert durch die Pore strömen können. Andererseits wirken die Poren wie ein Sieb.
Anhand von Beispielen schildern Michael Fischer, Michael Sartor und Michael Fröba von der Universität Hamburg die Einsatzmöglichkeiten dieser Materialklasse. Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der Nachrichten aus der Chemie unter nachrichten@gdch.de.

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