Onderzoekers UvA introduceren baanbrekende katalysator voor omzetten koolstofdioxide

Nieuwe uitvinding biedt mogelijkheden voor duurzame toepassing CO2

19 april 2017

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam (UvA) hebben een nieuwe katalysator uitgevonden die koolstofdioxide (CO2) doeltreffend kan omzetten in koolstofmonoxide (CO). Deze uitvinding, waarvoor binnenkort octrooi wordt aangevraagd, maakt een duurzame toepassing mogelijk van CO2, een actief broeikasgas dat in verband wordt gebracht met de klimaatverandering. Mocht de katalysator ook op grotere schaal succesvol blijken, dan zou CO2 hiermee op een praktische manier kunnen worden omgezet in bruikbare chemische stoffen.

De onderzoekers achter de katalysator, UvA-scheikundigen Edwin Gnanakumar en Shiju Raveendran, zijn bezig om van de katalysator een commercieel succes te maken. Daarbij worden ze ondersteund door Amsterdam Innovation Exchange (IXA), het instituut voor technologieoverdracht van de universiteit.

Van afvalproduct naar grondstof

Koolstofdioxide (CO2) is een spoorgas in de aardatmosfeer dat een belangrijke rol speelt bij het reguleren van de oppervlaktetemperatuur van de aarde doordat het warmte vasthoudt. Hoewel het een belangrijk onderdeel vormt van de koolstofkringloop staat CO2 ook bekend als een actief broeikasgas. Als gevolg van menselijk handelen neemt de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer al sinds de industriële revolutie gestaag toe. Op dit moment wordt deze toename gezien als een van de oorzaken van de opwarming van de aarde.

De scheikunde zoekt momenteel naar praktische oplossingen voor het terugdringen van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer door het gas niet als afvalproduct te beschouwen, maar te gebruiken als grondstof. Het gebruik van koolstofdioxide als grondstof en het omzetten ervan in bruikbare chemische stoffen of brandstoffen staat overigens bekend als lastig, vanwege de moleculaire stabiliteit van de verbinding. De activering of reactivering van CO2 vormt vanwege deze stabiliteit een enorme uitdaging.

Efficiënte omzetting

Gnanakumar en Raveendran, beide werkzaam binnen het UvA-brede onderzoekszwaartepunt Sustainable Chemistry, zijn erin geslaagd dit activeringsprobleem op te lossen met een katalysator die CO2 op een efficiënte manier en onder relatief gematigde omstandigheden kan omzetten in CO. De CO kan vervolgens met behulp van bestaande technologie worden omgevormd tot een aantal gangbare koolwaterstoffen. Zo ontstaat een efficiënte manier om CO2 te verwerken. “Het was een ontdekking bij toeval”, aldus Raveendran. “We waren bezig met proeven voor een ander product, maar de katalysator bleek uiterst gevoelig voor CO2, beter dan tot dusver bekend was.”

De nieuwe katalysator kan gemakkelijk en tegen lage kosten worden geproduceerd. Hij kan CO2 omzetten onder omgevingsdruk en bij lage temperaturen. Langetermijntests in een stroomreactor wezen uit dat de katalysator actief blijft, en dat biedt mogelijkheden voor het op grotere schaal inzetten van andere toepassingen, zoals de omzetting van industriële rookgassen. Volgens de onderzoekers kan de omzetting eenvoudig worden aangepast voor het verwerken van grote hoeveelheden gas.

CAPITA

De activiteiten rond de CO2-katalysator vinden plaats in het kader van het Europese onderzoeksproject CAPITA (Catalytic Processes for Innovative Technology Application), dat medegefinancierd wordt door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek. Overige deelnemers aan het consortium zijn de universiteit van Castilië-La Mancha (Spanje), het Technological Educational Institute Sterea Ellada [Technisch Onderwijsinstituut (TEI) Midden-Griekenland] en het Griekse Chemical Process Engineering Research Institute [Onderzoeksinstituut voor Chemische Procestechniek (CPERI)] plus drie bedrijven: Hellenic Petroleum Renewables (Griekenland), GRAPHENANO (Spanje) en Delft Solid Solutions (Nederland).

Gepubliceerd door  UvA Persvoorlichting