Procesoptimalisatie Katalyse 2.0 CO2 Katalyse staat aan de basis van de recycling van CO2 naar chemiebouwstenen en brandstoff en. Maar de ‘groene’ route naar methanol, synthesegas of methaan kent nog technische hordes. Effi ciënte en goedkope katalysatormaterialen zijn nodig naast energie-effi ciëntere processen. Toch kunnen toepassingen binnen vijf tot tien jaar technisch klaar zijn. Pieter van den Brand -conversie vergt nieuwe H sel van CO2 en waterstof: synthesegas. ‘Syngas’ is een andere belangrijke chemiebouwsteen. Deze routes vergen nog veel ontwikkelwerk. De beschikbaarheid van nieuwe technologie voor CO2 -conversie vergt et klassieke principe van katalyse krijgt een belangrijke rol toegedicht in de transitie naar meer duurzame chemische processen. De chemische industrie is een grootverbruiker van aardolie als basis voor ‘platformchemicaliën’ als olefi nen (met als meest belangrijke etheen en propeen) voor de productie van onder meer plastics. De combinatie van katalyse en elektrochemie ontpopt zich als een duurzaam alternatief. Vooral als er een surplus aan groene aantrekkelijk geprijsde elektriciteit uit wind- en zonne-energie beschikbaar komt, om via elektrolyse duurzame waterstof te maken. De nieuwe grondstof voor katalyse is CO2 . Het broeikasgas naar de lucht wegblazen kan niet meer, dus waarom niet recyclen? Het basisprincipe ziet er als volgt uit: maak waterstof met duurzame energie (door elektrolyse van water) en gebruik deze groene waterstof vervolgens (hydrogenering in vaktaal) om het broeikasgas met katalysatoren snel om te zetten naar chemiebasisstoff en of brandstoff en, denk aan methanol of methaan. Nog een mogelijkheid is de conversie van CO2 en water naar een mengeffi ciënte en goedkope katalysatoren naast energieeffi ciëntere processen. Op deze puzzel breken onderzoekers wereldwijd op dit moment hun hoofd. Reactieverloop Een van die onderzoekers is Bert Weckhuysen van de Universiteit Utrecht. De van origine Vlaming is al bijna twintig jaar hoogleraar Anorganische Chemie en Katalyse aan de Utrechtse alma mater en geldt als dé autoriteit op het gebied van spectroscopie en microscopie, de geijkte middelen om belangrijke inzichten in het functioneren van katalysatoren op te doen. In door Weckhuysen en zijn onderzoeksgroep zelf ontworpen opstellingen worden katalysatoren op het niveau van moleculen en atomen ‘in actie’ (operando) bestudeerd en gefotografeerd. “Zo zijn we in staat het reactieverloop exact te volgen. We bepalen wanneer de katalysatoren de meeste activiteit vertonen en proberen manieren te vinden om dit te sturen”, licht Weckhuysen toe. De onderzochte vormen van katalysatoren die hij op een papiertje uittekent - van plat en vierkant tot stervormig - hebben de veelzijdigDaardoor slaagden we erin het mechanisme van CO2 Nikkelhoudende katalysatoren worden toegepast om waterstof en CO2 om te zetten naar methaan. -omzetting heel gedetailleerd in beeld te brengen... 18 | nummer 1 | 2020
19 Online Touch Home