Doorbraak: nieuwe katalysator maakt waterstof- en CO₂-conversie goedkoper en veel efficiënter

Onderzoekers hebben een belangrijke doorbraak bereikt met zogenoemde single-atom-katalysatoren — namelijk: ze hebben nu een methode ontwikkeld om zulke katalysatoren stabiel en volledig controleerbaar te maken. Dat opent de deur naar schonere brandstoffen en precisiechemie op industriële schaal.  

Wetenschappers uit onder andere Italië, Japan en Zwitserland presenteerden in een studie in Nature Communications een manier om — buiten extreem koude laboratoria — metalen atomen precies te positioneren, zónder verlies van stabiliteit.  

Bij traditionele katalysatoren blijven veel metaalatomen in clusters or bulk-materiaal onbereikbaar voor chemische reacties — enkel de atomen aan de oppervlakte kunnen meedoen. Daardoor blijft veel potentie ongebruikt. 

Met de nieuwe methode worden alle metaalatomen zichtbaar en beschikbaar voor reacties — zoals kruiden in een pan — waardoor de efficiëntie veel hoger wordt. 

Ds gebruikten een techniek genaamd on-surface synthesis (OSS), samen met microscopie met atoomresolutie, om lineaire organische polymeren te maken. In die polymeren zitten vaste zijketens waaraan metalen atomen op exact herhaalbare posities worden verankerd.  

Het resultaat is een tunable architectuur, die werkt als een synthetisch enzym — met volledige controle — en die zelfs bij kamertemperatuur stabiel blijft.