Der Schlüssel sind Metall-organische Netzwerke, kurz „MOFs“. Dies sind poröse Materialien, in deren Inneren verschiedenste Stoffe angelagert (adsorbiert) werden können, so auch Wasser. Bringt man ein solches Material über einer Wasseroberfläche an, so wird der auch bei normalem Luftdruck über dem Wasser befindliche Wasserdampf im MOF adsorbiert. In der Folge verdampft weiteres Wasser; die dafür notwendige Verdampfungsenergie wird dem Wasser entzogen, welches sich dadurch abkühlt. Diese Kälte kann technisch genutzt werden. Ist das MOF mit Wasser gesättigt, wird es durch Sonnenenergie erhitzt, wodurch das Wasser wieder aus dem Material ausgetrieben wird. Anschließend ist das MOF für einen nächsten Kühlschritt bereit. Christoph Janiak hat im Experiment gezeigt, dass ein bereits bekanntes MOF hervorragend für einen solchen Kühlprozess geeignet ist. Es adsorbiert sein eigenes Gewicht an Wasser und hat damit eine hohe Kühlkapazität. Der Prozesskreislauf – Wasser adsorbieren, Wasser durch Sonnenenergie austreiben – kann wiederholt werden, ohne das Material zu schädigen. „Unser Labormodell sieht zwar noch nicht wie ein Kühlschrank aus, doch haben wir mit ihm gezeigt, dass mit MOFs Kühlgeräte, die mit Sonnenenergie arbeiten, möglich werden“, so Janiak. Und dies funktioniert mit MOFs deutlich energieeffizienter, als wenn man einen herkömmlichen Kühlschrank mit Strom aus Solarzellen betreiben würde. Prof. Dr. Christoph Janiak (50 Jahre) lehrt und forscht seit 2010 am Institut für Anorganische Chemie und Strukturchemie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Die Forschungen zur Kühlung mit MOFs führt er zusammen mit Kollegen am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg mit Förderung des Bundeswirtschaftsministeriums durch.
Kontakt
Prof. Dr. Christoph Janiak
Wissenschaftliche Einrichtung Chemie, Institut für Anorganische Chemie und Strukturchemie
Tel: 0211/81-12286 
E-Mail senden
Original-Artikel
J. Ehrenmann, S. K. Henninger, C. Janiak, Water adsorption characteristics of MIL-101 for heat transformation applications of MOFs; Eur. J. Inorg. Chem. 2011 (4), 471-474.