然而，这些材料的可调性、循环稳定性和选择性吸附/解吸特性，为它们作为一系列关键、高能耗技术的节能替代方案实现了商业化。这些技术包括碳捕获、雨水收集用于饮用水生产和暖通空调系统，以及各种化学分离和净化过程（例如，气体分离、空气过滤、直接锂提取、PFAS去除等等）。.

历史上，阻碍金属有机框架（MOF）广泛商业化的主要障碍之一是其高昂的制造成本，这反过来又导致了其市场价格居高不下。然而，近年来，巴斯​​夫等老牌行业巨头与AirJoule、Svante和WaHa等初创公司开展合作，战略性地扩大特定MOF的生产规模，以实现MOF技术的商业化，这可能对降低成本至关重要。结合这些材料独特的性能特征，MOF有望成为目前高能耗技术更具竞争力的替代方案，这也有助于促进其在市场上的广泛应用。.


MOF制造

工业化应用取决于材料的可用性、质量和价格。大多数在研究实验室开发的金属有机框架（MOF）都是采用溶剂热法在毫克级规模下合成的。要实现MOF的工业化生产，生产方法必须具备可扩展性。
此外，原材料的可用性是决定MOF商业可行性的关键因素。目前已注册的结构超过10万种，但只有少数符合潜在商业化的标准。IDTechEx的报告基于对巴斯夫、Numat和Promethean Particles等主要参与者的访谈，对制造商为扩大MOF生产规模而采用的各种方法的优势和挑战进行了深入评估。该报告还借鉴一手研究成果，探讨了影响生产成本以及最终MOF售价的因素，并概述了主要制造商的生产能力。

碳捕获是MOF市场增长的关键因素

碳捕集技术的应用是实现净零排放的重要手段。然而，尽管基于胺溶剂的二氧化碳捕集方法（例如胺洗涤法）已相当成熟，但由于安装成本高昂以及溶剂再生过程中能耗较大，其应用仍然受到限制。.

采用固体 MOF 基吸附剂的模块化碳捕获系统（例如 Svante 和 Nuada 正在开发的系统）正在获得发展动力，其优势在于与溶剂型系统相比，吸附剂再生所需的能源大幅减少、吸附剂稳定性更高、CO2 选择性更强、资本支出更低。.


金属有机框架材料在化学分离和提纯中的应用

化学分离和提纯是化工生产、采矿、石油天然气炼制等制造业的基础操作。传统的基于蒸馏的热化学分离工艺存在诸多缺陷：占用空间大、资本投入高、能耗高。金属有机框架（MOFs）具有可调节的化学选择性和可控的孔隙结构，因此可用作固体吸附剂或膜材料，实现化学物质的选择性分离。.

例如，MOF膜制造商UniSieve告诉IDTechEx，他们已利用其非热膜技术成功分离沸点约为5°C的化学物质，而传统方法则需要使用高达约100米的蒸馏塔进行高能耗的热分离。IDTechEx的研究正在评估制冷剂回收、直接锂提取以及各种气体分离和净化工艺（包括沼气提纯和聚合物级丙烯生产）等领域的应用进展。.

用于集水和气候控制技术的金属有机框架材料

利用先进吸附剂（例如金属有机框架材料，MOFs）的大气水收集（AWH）技术为传统水资源匮乏地区的水资源开发提供了契机。此外，MOFs的吸水和解吸特性所产生的加热和冷却效应也可用于供暖、通风和空调（HVAC）系统，与传统的蒸汽压缩式制冷技术相比，该系统可节省高达75%的电力消耗。这一点尤为重要，因为预计到2050年，全球HVAC系统的电力消耗将因需求增长而增加两倍，尤其是在亚洲和中东地区。.

IDTechEx 的这份报告涵盖了空气-水 (AWH) 和暖通空调 (HVAC) 系统中采用金属有机框架 (MOF) 的材料和技术进展，并提供了关键性能指标与其他吸附剂的对比参考。该报告还重点介绍了引领这些技术开发和商业化的主要企业。.

金属有机框架材料在气体存储、能量存储及其他早期应用中的应用

金属有机框架（MOF）也正被研究用于气体存储，总部位于美国的MOF制造商Numat已将其ION-X系列产品商业化，用于半导体行业的掺杂气体存储。多家初创公司也在开发基于MOF的天然气存储解决方案原型，以支持天然气供应网络，而氢气存储应用方面的进展则相对滞后。储能和电池应用也是MOF备受关注的领域，Svolt、通用汽车、LG能源等公司都在积极开展研发工作。IDTechEx的报告还探讨了其他早期应用，例如催化、传感器等。.

IDTechEx对MOF的看法

金属有机框架（MOF）的广泛应用为基于MOF的技术提供了广阔的发展前景，尤其是在MOF能够显著降低能耗和运行成本的应用领域，例如碳捕获、化学分离和水资源收集。然而，这些技术尚未在工业规模上得到验证，而且新技术往往被认为具有一定的风险，这可能会阻碍其早期应用。此外，现有技术在关键目标市场占据主导地位，MOF可能难以获得市场份额。.

随着未来十年多款商业产品的问世，基于金属有机框架（MOF）的技术需要证明其在规模化生产中的性能。此外，还必须通过可扩展的方法实现产能的持续增长。.

随着基于金属有机框架（MOF）的技术接近商业化，IDTechEx最新发布的报告《金属有机框架（MOF）2025-2035：市场、技术和预测》对关键趋势进行了独立分析，并探讨了MOF在其他早期技术领域的应用，例如储氢、储能（如电池）、半导体、传感器等。该报告基于一手调研数据，分析了主要行业参与者，并按应用领域细分，提供了年度需求和市场价值的市场预测。IDTechEx预测，2025年至2035年间，该市场将以40%的复合年增长率增长。.

作者：Shababa Selim 博士，IDTechEx 高级技术分析师