Projektschwerpunkte

MOF-Halbzeuge

Es sollen Granulate entwickelt werden, die einerseits die Lager- und Transportbedingungen für MOF-Materialien infolge einer Schüttvolumenreduzierung sowie die Gewährleistung der Rieselfähigkeit deutlich verbessern und die andererseits als hochporöse Minikugeln bereits als Speicherkörper in Form von Schüttungen dienen können. Zur Herstellung dreidimensionaler Halbzeuge und Formkörper sollen zwei Verfahren entwickelt und angepasst werden – die Extrusion und das Gefrierschäumen.

Ziel des Teilprojektes Formgebung ist die Entwicklung von MOF-Halbzeugen und deren spätere Bereitstellung für verschiedenste Anwendungen. Mittels unterschiedlicher Herstellungsrouten wie Extrusion, Pressformgebung, Gefrierguss und -granulation sowie der Gefrierdirektschäumung sind makroskopische Formkörper hergestellt worden, die als Pellets Waben- und Schaumstrukturen  beispielweise in Speichersystemen für Gase, als Katalysatorträger oder in Wärmepumpen-Anwendungen eingesetzt werden können.

Beispiele von MOF-Formkörpern, helles  Material = Aluminium-Fumarat, gelb-braun = Fe-BTC, jeweils FeBTC

Je nach Formgebungsmethode und MOF-Pulver (Fe-BTC, MIL-101 oder Aluminium-Fumarat) ergeben sich unterschiedlichste Porenmorphologien und Eigenschaften. Die erreichten Porositäten der Halbzeuge bzw. Pellets liegen je nach Formgebungsmethode zwischen 55 und 80 %. Eine Verringerung der spezifischen Oberfläche der MOF-Ausgangspulver (700 – 1000 m2/g) kann durch das  jeweilige Formgebungsverfahren noch nicht komplett ausgeschlossen werden. Die Verfahrensparameter, vor allem für die Extrusion und Gefrierschäumung, werden momentan weiter optimiert, um das hohe Anwendungspotential von MOFs in entsprechende Formköper mit sehr hohen spezifischen Oberflächen umzusetzen.