ENGINEERINGNET.NL - Promovendus Shilpa Agarwal toonde aan dat de fysieke vorm en de grootte van de katalysator CeO2 een grote rol spelen.
Ze liet onder meer zien dat kubusvormige nanodeeltjes van het materiaal de hoogste katalytische activiteit hebben.
Biomassa is een goed alternatief voor fossiele brandstoffen, maar de omzetting van biomassa naar bruikbare chemicaliën en brandstoffen is in de praktijk lastig. In een eerste processtap wordt biomassa omgezet naar kleinere moleculen, bijvoorbeeld met flash-pyrolyse.
Een geschikte omzettingsmethode voor deze bio-based moleculen is ‘steam reforming’, waarbij water (in de vorm van stoom) met de moleculen reageert en daarbij de brandstof waterstofgas vormt. Voor dit proces heb je een geschikte katalysator nodig die de omzettingsreactie in gang zet.
Het metaaloxide CeO2 staat te boek als een geschikte katalysatorcomponent voor het activeren van water, maar tot voor kort was niet duidelijk in welke vorm de reactiviteit van deze katalysator het hoogst was.
Shilpa Agarwal, die fundamenteel onderzoek deed naar activering van water, toont onder meer aan dat CeO2-kristallen in kubusvorm de hoogste reactiviteit hebben per vierkante meter oppervlakte.
In haar onderzoek creëerde ze diverse van nanostructuren van het materiaal door de temperatuur en de zuurgraad van een verzadigde oplossing waarin de kristallen ontstaan aan te passen. Ook varieerde ze de tijd waarin ze de kristallen liet vormen.
Uit reactiviteitsstudies kwam vervolgens naar voren dat minuscule kubussen van 10 tot 100 nanometer groot (een nanometer is een miljoen keer kleiner dan een millimeter) de hoogste reactiviteit hadden.
(bron en foto: Universiteit Twente)
ONDERZOEK
Agarwal voerde haar onderzoek uit in de vakgroep Catalytic Processes and Materials van onderzoeksinstituut Mesa+ van de Universiteit Twente. Ze werd hierbij begeleid door dr. Barbara Mojet en prof. dr. ir. Leon Lefferts. Het onderzoek is onderdeel van het Green Energy Initiative van de UT en is mede mogelijk gemaakt door ADEM.
