Nätverk för design och syntes av metallorganiska ramverksföreningar (MOF) för katalytisk konvertering av koldioxid Network for Design and synthesis of Metal-Organic Frameworks (MOFs) for catalytic conversion of carbon dioxide Nätverket blir en del i ett störra sammanhang tillsammans med Botswana Research Alliance (Botswana Institute for Technology Research and Innovation i Gaborone, University of California – Berkeley, Chalmers), University of Johannesburg och University of Cape Town. Forskningsprojektet går ut på att hitta ett system för att katalysera reaktionen mellan koldioxid och vätgas för att framställa startmaterial för kemisk industri, så kallad CO2 reduktion. Idén är att använda katalysatorer bundna till metallorganiska ramverksföreningar (s.k. MOF:ar, Metal-Organic Frameworks). Detta är nya material som utvecklats de senaste 20 åren med potentiella tillämpningar inom allt från gaslagring till läkemedelsleverans i kroppen och där kommersiella produkter nyligen kommit ut på marknaden. Ett mer allmänt syfte är att underlätta både forskning och kommersiell utveckling av dessa material i södra Afrika. Många av tillämpningarna är direkt applicerbara på  hållbar utveckling. Specifikt kombinerar vi MOF:ars förmåga till gasupptag med deras unika möjligheter att kombinera det bästa egenskaperna från både homogen katalys i lösning och heterogen katalys på fasta ytor. Homogen katalys med katalysatorn som enstaka molekyler upplösta i ett lösningsmedel har ofta mycket bra selektivitet, d.v.s. bara en produkt bildas, men återanvändning av katalysatorn är ofta besvärlig och kostsam. Dessutom hämmas aktiviteten ofta av att enstaka katalysatormolekyler slår ihop sig och bildar katalytiskt inaktiva större molekyler.Heterogen katalys å andra sidan kan ha dålig selektivitet eftersom många olika katalysatorsäten kan finnas på den fasta ytan. Återanvändning av katalysatorn, ofta en dyrbar övergångsmetall, är däremot generellt lättare. MOF-katalysatorer kan potentiellt förena båda metodernas goda egenskaper och undvika nackdelarna.Men inte bara förbränning av fossila bränslen ger upphov till CO2 utsläpp. Cementtillverkning står för 5% av de global antropogena koldioxidutsläppen (varje Ca i cement genererar en CO2) men är samtidigt viktigt för utveckling och höjd levnadsstandard. En vision är en cementfabrik vars CO2 utsläpp tas om hand med hjälp av MOF katalysatorer och vätgas från hållbara källor vilket både reducerar koldioxidutsläppen och producerar nyttiga kemikalier.Kemi ses som ett viktigt verktyg för att uppnå ett hållbart samhälle, direkt involverat i 10 av FN:s 17 hållbara utvecklingsmål: https://www.unenvironment.org/explore-topics/chemicals-waste/what-we-do/policy-and-governance/sustainable-chemistry.Teknisk handlar det om att välja rätt organiska molekyler som bryggar metalljonerna och att katalysatorn infogas i systemet. Det senare genom att MOF:en innehåller grupper som binder lämplig katalysatorförening eller in-situ generering av nanopartiklar inuti MOF:en.För de katalytiska experimenten kommer vi att använda både en flödesreaktor och ett trefasförfarande med kontinuerlig kondensation och förångning.Nätverket kommer också att syssla med vattenuppsamlande MOFar för ökenklimat, en utveckling som drivits av bl.a. vår sammarbetespartner i Berkeley.Notera vikten av att behålla unga toppforskare i Afrika som Dr Mehlana (39), och deras intra-afrikanska nätverk också för synergieffekter på hela samhället. Det finns anledning att tro att detta ger minst lika stora och kanske mer långsiktiga effekter  på fattigdomsbekämpning än åtgärder som ser mer direkta ut. Dr Mehlana är ett föredöme och en inspiration till studenter och kollegor på  MSU i Gweru och verkar även på en nationell nivå. Men han skulle lika gärna kunna ta en ekonomiskt och vetenskapligt bättre tjänst vid ett västerländskt eller sydafrikanskt universitet. MOFs are an emerging technology enabling a range of sustainable solutions, and it is crucial that also low-income countries take part in the development and commercialisation, not just be consumers of the final products. This network will explore differenet aspects of MOF technology, from drug delivery to water harvesting with the Botswana Research Alliance (BITRI in Gaborone, University of California – Berkeley, Chalmers), University of Johannesburg and University of Cape Town.We will design a system where CO2 is combined with H2 to obtain value-added chemicals and removing CO2 from industrial exhausts using metal-organic frameworks (MOFs) catalysis. The use of these highly porous materials is expected to increase product yields, and the use of MOFs for this purpose is relative new. Our published and preliminary results are encouraging.MOFs will be synthesised and characterised using state-of-the-art techniques and the catalytic performance evaluated over a wide range of temperature and pressure in a process chemistry set-up. The bulk of the experimental work will be carried out in Zimbabwe.This address environmental concerns, and it will also provide organic starting materials for the chemical industry in countries devoid of oil resources. Symbiosis in envisaged with the cement inOdustry, responsible for 5% of global anthropogenic CO2 emissions but at the same time essential for development in sub-Saharan Africa.We also expect the network to work on water harvesting MOFs.