Baanbrekende ontdekking opent nieuwe wegen in groene chemie

AmsterdamOnderzoekers van het Fritz Haber Instituut hebben een baanbrekende aanpak in groene chemie ontwikkeld. Ze hebben een methode ontdekt om koolstofdioxide (CO₂) om te zetten in bruikbare brandstoffen en chemicaliën. Deze studie, gepubliceerd in Nature Communications, beschrijft hoe het proces de structuur van de katalysator verandert om deze efficiënter te laten werken.

Zo werkt de doorbraak:

• Een kathodische spanning zet CO₂ om door de vorming van kopernanodeeltjes aan te sturen.
• Een anodische spanning keert dit proces om, waarbij de nanodeeltjes weer opgesplitst worden in enkele atomen.
• Door de duur van de pulsen te variëren kan geregeld worden of de katalysator uit enkele atomen, kleine clusters of grotere nanodeeltjes bestaat.

Met deze methode kunnen wetenschappers de eigenschappen van de katalysator zeer nauwkeurig regelen, zodat deze geschikt is voor specifieke reacties. Zo zijn enkele koperatomen het meest effectief voor de productie van waterstof, kleine clusters voor de aanmaak van methaan en grotere nanodeeltjes voor de creatie van ethyleen. Door gebruik te maken van operando snelle röntgenabsorptiespectroscopie, kan het team deze veranderingen in real-time tot op de milliseconde volgen.

De gevolgen van deze ontdekking zijn aanzienlijk. Het biedt een oplossing voor een belangrijk obstakel bij het uitbreiden van CO₂-reductietechnologie voor industrieel gebruik. Traditionele methoden produceren vaak verschillende bijproducten, wat inefficiënt is voor het maken van specifieke chemicaliën. Met deze nieuwe methode kan echter nauwkeurig worden bepaald welke producten worden gemaakt, wat CO₂-recycling potentieel efficiënter en makkelijker op te schalen maakt.

Lees ook:

Vandaag · 03:23

Nieuw onderzoek: Mechanische signalering in de hersenen biedt hoop op Alzheimer-behandeling

De katalysator kan direct worden aangepast om het gewenste product te creëren, wat zorgt voor meer flexibiliteit. Hierdoor kunnen industriële processen in real-time worden bijgesteld om verschillende producten te produceren op basis van marktvraag en energieaanbod.

Deze vooruitgang opent ook nieuwe onderzoeksvelden. Inzicht in hoe verschillende delen van de katalysator het CO₂-reductieproces beïnvloeden, helpt bij het ontwikkelen van betere materialen. Toekomstig onderzoek zou zich kunnen richten op het verbeteren van de efficiëntie en levensduur van deze katalysatoren, zodat ze geschikter worden voor langdurig industrieel gebruik.

Gegeven de wereldwijde inspanningen om duurzame energie te bevorderen en broeikasgasemissies te verminderen, is deze nieuwe methode van groot belang. Door gebruik te maken van hernieuwbare elektriciteit samen met dit verbeterde katalytische proces, kunnen we de CO₂-niveaus aanzienlijk verlagen en nuttige industriële chemicaliën en brandstoffen produceren.

Deze studie legt de basis voor efficiëntere, schaalbare en aanpasbare CO₂-reductietechnologieën, die een belangrijke stap vooruit betekenen in de strijd tegen klimaatverandering.