כבוד גדול לתחום הכימיה והסביבה: פרופסור סוסומו קיטאגאווה מאוניברסיטת קיוטו, יפן, אחד המפתחים המרכזיים של טכנולוגיית ה-MOF (מסגרות מתכת-אורגניות), זכה בפרס נובל לכימיה לשנת 2025. טכנולוגיית ה-MOF, שהיא חומר נקבובי חדשני, צוברת תאוצה ביישומים סביבתיים, ובעיקר בתעשיית המיזוג והקירור – שם היא משמשת לשחזור וחידוש יעיל של גזי קירור.
פרופסור קיטאגאווה יחלוק את הפרס (בסך 11 מיליון קרונות שוודיות) עם שני עמיתים נוספים: פרופסור ריצ'רד רובסון מאוניברסיטת מלבורן, אוסטרליה, ופרופסור עומר מ. יאגי מאוניברסיטת קליפורניה, ארה"ב.
מה הן מסגרות מתכת-אורגניות (MOFs)?
פרסום
מסגרות מתכת-אורגניות, המכונות גם פולימרים קואורדינטיביים נקבוביים (PCPs), הן סוג חדשני של ארכיטקטורה מולקולרית. הן מתוארות כ"חומרים נקבוביים" בעלי מאפיינים ייחודיים:
- מבנה סריגי תלת-ממדי: ה-MOFs נוצרות ממבנה רציף וסדיר של מתכות ותרכובות אורגניות.
- נקבוביות בגודל ננו: המבנה מכיל אינספור נקבוביות קטנות במיוחד, אותן ניתן לעצב באופן חופשי.
- ספיחה בררנית: על ידי שינוי גודל, צורה ומאפייני הנקבוביות, ניתן לגרום לחומר לספוג ולהפריד אך ורק מולקולות גז ספציפיות – תכונה שהופכת אותן למצוינות בהפרדת מזהמים וגזים.
היישומים של MOFs מגוונים: החל מאיסוף מים מאוויר מדברי, הפקת מזהמים ממים, לכידת פחמן דו-חמצני ואחסון מימן.
הטכנולוגיה בשירות תעשיית הקירור
ההכרה בפרס נובל מדגישה את הפוטנציאל העצום של ה-MOFs בפתרון אתגרים אקלימיים. בתחום הקירור, פרופסור קיטאגאווה עומד בראש Atomis, חברת סטארט-אפ מאוניברסיטת קיוטו, המפתחת יישומים מסחריים ל-MOFs.
פרסום
חברת מיזוג האוויר והקירור העולמית Daikin זיהתה את הפוטנציאל והשקיעה ב-Atomis בשנת 2023. מאז 2020, שתי החברות משתפות פעולה ביישום טכנולוגיית בקרת הגז המתקדמת של Atomis בתהליכי מחזור וחידוש של נוזלי קירור.
דייקין משתמשת ב-MOF במפעליה הכימיים, שם התהליך משפר משמעותית את הדיוק והמהירות של הסרת זיהומים מנוזלי קירור ממוחזרים. יכולת זו חיונית כדי להבטיח שקררים משוחזרים עומדים בתקני איכות גבוהים וניתנים לשימוש חוזר בבטחה, ובכך תורמים להפחתה משמעותית בייצור קררים חדשים ובפליטות גלובליות.
