Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
Switch to English

Een nieuwe katalysator blijkt geschikt te zijn voor efficiënte waterstofproductie. De op enzymen geïnspireerde goedkope katalysator is ontwikkeld door de onderzoeksgroep van prof. dr. Joost Reek van het Van ’t Hoff Institute for Molecular Sciences van de UvA. Reek en zijn collega’s presenteren hun resultaten in Science Advances, het nieuwe peer-reviewed open-access tijdschrift van Science.

Waterstofcel HomKat
Bron: HIMS

Een duurzame waterstofeconomie vraagt om technologie die met behulp van duurzame zonne- of windenergie moleculair waterstof kan genereren. Dat is al mogelijk met behulp van katalytische chemie, waarbij actieve materialen zoals platina en iridium waterstof maken uit water. Elementen zoals platina zijn echter schaars en duur, waardoor deze technologie niet geschikt is voor toepassing op wereldwijde schaal.

Prima werking in lucht en water

Om tot een alternatief te komen zijn chemici naar de natuur gaan kijken. Daar vind je zogenoemde hydrogenase enzymen die ook waterstof kunnen produceren, bijna net zo goed als platina. Helaas zijn zulke enzymen lastig te isoleren en ze werken ook niet goed in aanwezigheid van zuurstof. Door goed naar de structuur van het natuurlijke enzym te kijken, wisten de Amsterdamse chemici een katalysator te maken die erg lijkt op het actieve centrum van het enzym. Hun enzym-geïnspireerde katalysator doet het prima in lucht (aanwezigheid van zuurstof) en is gebaseerd op ijzer en daardoor een belangrijke stap voor de grootschalige toepassing als waterstofgenerator. De Amsterdamse katalysator is bovendien de eerste die goed werkt in water; eerder ontwikkelde enzym-achtige katalysatoren werkten alleen in organische oplosmiddelen.

Slim detail

‘In ons laboratorium is de nieuwe katalysator al bijzonder efficiënt en productief gebleken’, licht Reek toe. ‘Dat komt onder andere door een belangrijk chemisch detail. Aan het actieve centrum van onze katalysator koppelden we een specifieke fosforhoudende molecuulgroep die als een soort 'elektronenreservoir' fungeert. Echte enzymen hebben ook zo'n reservoir en voor zowel de nieuwe katalysator als het enzym heeft dit reservoir een belangrijke functie in het reactiemechanisme.’

Publicatiegegevens

R. Becker, S. Amirjalayer, P. Li, S. Woutersen, J. N. H. Reek: ‘An iron-iron hydrogenase mimic with appended electron reservoir for efficient proton reduction in aqueous media’, in: Science Advances 2, e1501014 (2016). DOI: 10.1126/sciadv.1501014