ENGINEERINGNET.NL - Er loopt al decennia lang een verwoede discussie over de optimale grootte van de kopernanodeeltjes. Deze discussie is zowel van theoretisch als van praktisch belang.
Theoretische berekeningen hadden voorspeld dat de afmeting van de deeltjes gevolg zou hebben voor de activiteit van koperkatalysatoren. Het was tot nu toe echter niet gelukt om experimenteel aan te tonen dat dit inderdaad het geval is onder industriële condities: hoge druk en hoge temperatuur.
Onderzoekers van de Universiteit Utrecht zijn er nu voor het eerst in geslaagd om de grootte van deeltjes van koper en koper-zink te variëren van 2 tot 10 nanometer en deze deeltjes te onderzoeken onder condities van 40 bar en 260°C. Daaruit bleek dat voor deeltjes kleiner dan 8 nanometer de activiteit afneemt.
Roy van den Berg, de eerste auteur van de publicatie, is inmiddels gepromoveerd en werkzaam in Denemarken bij een van de grootste producenten van koperkatalysatoren: “Kleinere deeltjes zijn vaak actiever vanwege een relatief hoge dichtheid van hoeken en randen, maar dat blijkt hier dus niet het geval. Dat geeft aan dat het voor koperdeeltjes essentieel is om niet alleen hoeken en randen, maar ook vlakken te hebben.”
Onder andere de productie van methanol, met een jaarlijkse wereldwijde productie van circa 65 miljoen ton (bijna tien kilo per wereldbewoner per jaar) maakt gebruik van deze kopernanodeeltjes.
Prof. Krijn de Jong en prof. Petra de Jongh, begeleiders van Van den Berg: “De productie van methanol groeit enorm, onder andere om duurzamere routes voor het maken van bouwstenen voor de chemische industrie mogelijk te maken. Onze inzichten geven richting aan het ontwerp van de actieve en stabiele katalysatoren die daarvoor nodig zijn.”
(bron en afbeelding: Universiteit Utrecht)
Publicatie:
Structure Sensitivity of Cu and CuZn Catalysts Relevant to Industrial Methanol Synthesis (Roy van den Berg, Gonzalo Prieto, Gerda Korpershoek, Lars I. van der Wal, Arnoldus J. van Bunningen, Susanne Lægsgaard-Jørgensen, Petra E. de Jongh & Krijn P. de Jong); DOI 10.1038/ncomms13057
