En la ingeniería de procesos, la optimización generalmente se lleva a cabo sin considerar simultáneamente el material y el proceso. Este problema se aborda en la siguiente contribución. Se presenta una optimización basada en modelos para mejorar el rendimiento de las bombas de calor por adsorción. La optimización se realiza en dos pasos. Primero, optimizamos los parámetros operativos, el tiempo de ciclo y el grosor del adsorbente para un material de adsorción dado. En un segundo paso, utilizamos un modelo de material para predecir la transferencia de calor y masa y la capacidad de adsorción a partir de parámetros estructurales del material. Esto nos permite variar los parámetros estructurales del material y calcular los parámetros operativos óptimos para cada adsorbente. La optimización en dos pasos, por lo tanto, identifica propiedades materiales óptimas junto con los correspondientes parámetros operativos óptimos. Como restricciones, se utilizan una potencia de enfriamiento específica mínima (SCP) y la masa pasiva de las tuberías de transferencia de calor. El coeficiente de rendimiento (COP) se toma como la función objetivo. Demostramos ejemplarmente el enfoque para un enfriador de adsorción de dos lechos, carbono derivado de carburo como adsorbente, metanol como sorbente y nitrato de boro como aditivo para mejorar la conductividad térmica. El enfoque se puede extender fácilmente a instalaciones de múltiples lechos y modelos de materiales más sofisticados.