Mit Nanostrukturen sich in großem Stil Kohlendioxid aus der Luft holen Chemie-Nobelpreis 2025 für Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs)

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MOFs sind schwammartige kristalline, dreidimensionale Strukturen aus Metallen und organischen Molekülen. Mit ihrer Struktur sind sie ideal dafür geeignet, Gase wie CO₂ oder Wasserdampf auf kleinstem Raum abzuscheiden oder chemische Reaktionen zu katalysieren. Dafür gab es in diesem Jahr einen Nobelpreis.

Die BASF-Forschung an Metallorganische Gerüstverbindungen (engl.: metal-organic frameworks, MOFs) begann vor rund 25 Jahren. In diesem Zeitraum haben die Forscherinnen und Forscher die unterschiedlichsten MOFs für verschiedene Anwendungen untersucht und entwickelt: von der Wasserstoffspeicherung über die Erdgasspeicherung bis zur Speicherung von CO₂ und Wasser. MOFs verfügen über nanometergroße Poren und eine innere Oberfläche von bis zu 10.000 Quadratmetern pro Gramm – größer als ein Fußballfeld - und können große Mengen von Molekülen einlagern. MOFs können so hergestellt werden, dass sie in der Lage sind, ganz bestimmte Moleküle einzufangen und zu speichern.

Mittlerweile stellt BASF stellt MOFs zur CO₂-Abscheidung im industriellen Maßstab her. Die Nanostrukturen können auf ihrer Oberfläche große Mengen von Molekülen aufnehmen. Für die Entwicklung dieser MOF-Strukturen verleiht die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm am 10. Dezember 2025 den diesjährigen Nobelpreis für Chemie. Der Preis geht an die Materialforscher Prof. Omar M. Yaghi, University of California/USA, Prof. Susumu Kitagawa, Kyoto University/Japan und Prof. Richard Robson, University of Melbourne/Australien.

Bei der Preisverkündung im Oktober hatte das Nobelkomitee für Chemie unter anderem die MOF-Verbindung CALF-20 präsentiert, die BASF an ihrem Produktionsstandort in Seneca, South Carolina, USA, herstellt. Das kanadische Unternehmen Svante Technologies Inc. verwendet CALF-20, um CO₂ aus Gasströmen abzutrennen.

„Unsere MOFs haben bereits heute in kommerziellen Anwendungen dazu beitragen, CO₂ abzuscheiden und Wasser aus der Luft zu gewinnen. Es freut uns sehr, dass das Nobelpreiskomitee die Bedeutung dieser Materialien anerkennt und zugleich weitere Anwendungsfelder in den Fokus rückt, die wir gemeinsam mit Partnern erschließen möchten“, sagt Dr. Detlef Ruff, Senior Vice President Chemical Catalysts and Adsorbents bei BASF.

Langer Atem in der Forschung lohnt sich

Derzeit stehen bei BASF besonders zwei Anwendungen im Fokus: die Speicherung von Wasser sowie von CO₂. Bei der Wasserspeicherung ziehen MOFs Feuchtigkeit aus der Luft. Dies nutzt BASF bereits in Pilotprojekten, um zum Beispiel Klimaanlagen zu entfeuchten. Alternativ könnte die Wasserspeicherung durch MOFs in Zukunft dabei helfen, trockene Gegenden mit aus der Wüstenluft eingefangenem Wasser zu versorgen. MOFs können außerdem eingesetzt werden, um Kohlenstoffemissionen in verschiedenen Industriezweigen zu reduzieren.

Die Nobelpreisverleihung zeigt, dass sich der lange Atem der BASF bei der MOF-Forschung ausgezahlt hat. BASF hat dabei über viele Jahre mit Professor Omar Yaghi zusammengearbeitet und ist noch heute eng mit ihm verbunden. Unter anderem ist Yaghi Mitgründer der California Research Alliance (CARA), einer von BASF initiierten Forschungskooperation in den USA.