Batterien schneller aufladen oder Abgase wirksamer filtern: Hinter solchen Anwendungen steckt die Materialklasse der MOFs: Metal-Organic Frameworks. Die junge novoMOF hat sich auf die Synthese und Produktion dieser Gerüstverbindungen spezialisiert. Das Hightech Zentrum Aargau ist zu einem Entwicklungskatalysator geworden.

Der Plan zur Firmengründung reifte, als ETH-Student Daniel Steitz am Paul Scherrer Institut PSI noch an seinem Chemie-Master arbeitete. Im Zentrum der Abschlussarbeit stand eine kostengünstige Verfahrenstechnologie: die kontinuierliche Prozessführung in Verbindung mit optimierter Wärmezufuhr. Diese Technologie wurde zur Basis für die effiziente Herstellung von metallorganischen Gerüstverbindungen. Dieser Prozess lässt sich auf einfache Weise auch mengenmässig skalieren.

Keine andere chemische Materialklasse wächst so dynamisch wie die 1999 entdeckten MOFs. Diese sind äusserst porös. Ein Gramm kann eine innere Oberfläche von bis zu 10‘000 m2 aufweisen, was mehr als einem Fussballfeld entspricht. Schwammartig können MOFs viele Moleküle an sich binden, lagern und wieder freisetzen. Dies eröffnet vielfältigste Möglichkeiten für innovative Anwendungen, beispielsweise in den Bereichen Gasspeicherung, Trennverfahren, Luftreinhaltung, Wirkstoffsynthese, Sensorik oder Gebäudemanagement.

Daniel Steitz, Co-Gründer und Chief Executive Officer (CEO), novoMOF AG

«Zusammenarbeit und Kompetenz des Hightech Zentrums Aargau gingen weit über die Machbarkeitsstudie hinaus. Wir konnten wertvolle Kontakte zu anderen Unternehmen knüpfen. Um ein junges Unternehmen erfolgreich aufzubauen, benötigt man ein grosses Umfeld mit kompetenten Personen und Institutionen, die bei kleinen und grossen Herausforderungen Unterstützung und Knowhow anbieten können. Genau das bietet das Hightech Zentrum Aargau einem Unternehmen, wie wir es sind. Bereits zum zweiten Mal konnte uns das HTZ helfen, eine Hürde zu überwinden, die uns andernfalls ausgebremst hätte – ein kleiner Aufwand für das HTZ, aber eine grosse Wirkung für novoMOF.»

Machbarkeit unter Beweis gestellt

novoMOF wurde 2017 als Abspaltung des PSI gegründet. Auf einer Prototypenanlage wurden bereits im ersten Jahr Chargen im Kleinmassstab (10 Gramm) produziert. Damit war die Machbarkeit verifiziert. Einer der ersten Kunden machte novoMOF auf das Hightech Zentrum Aargau aufmerksam. Dessen Technologie- und Innovationsexperte Peter Morf lancierte eine Machbarkeitsstudie. Als Forschungspartner wirkte das PSI-Labor für Katalyse und nachhaltige Chemie mit. Im Frühjahr 2018 wurde die Studie abgeschlossen. Sie lieferte das nötige Fachwissen, um eine Anlage mit vielfacher Kapazität und optimierten Prozessen bauen zu können. Zudem lässt sich der Grammpreis auf einen Drittel des Referenzpreises senken. Vor allem Forschungs- und Entwicklungsabteilungen sind stark an MOFs interessiert.

Auf einen Blick

Das Hightech Zentrum Aargau hat im März 2019 eine zweite Machbarkeitsstudie gestartet. Mit dabei ist das Institut für Thermo- und Fluid-Engineering der FHNW. Bei der ersten Studie mit dem PSI war die MOF-Produktion zentral. Nun sollen nachgelagerte Prozesse wie etwa die Filtration hochskaliert werden.