Onderzoekers van de Universiteit Twente ontwikkelden in samenwerking met Shell een nieuw mechanisme dat de omzetting van kooldioxide in koolmonoxide, een essentiële grondstof bij de productie van chemicaliën, mogelijk maakt. Binnen dit project - onder de paraplu van het Advanced Research Center Chemical Building Blocks Consortium (ARC CBBC) - publiceerden de onderzoekers hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift ACS Energy Letters. Hun publicatie werd ook geselecteerd voor de omslagfoto's van hetzelfde tijdschrift. UT-promovendus en hoofdauteur Sobhan Neyrizi: "Met de in ons onderzoek ontworpen nieuwe moleculen zouden we een nieuwe route voor CO2-conversie kunnen maken."
De uitstoot van koolstofdioxide is misschien wel een van de belangrijkste oorzaken van de opwarming van de aarde. Een mogelijke oplossing is de elektrochemische omzetting van kooldioxide in nuttigere moleculen zoals koolmonoxide, mierenzuur en koolwaterstoffen. Dit zijn belangrijke tussenproducten bij de productie van brandstoffen en chemicaliën. De energiebehoefte van de benodigde reactie is op dit moment echter nog steeds te hoog.
Nieuwe route
De nieuwe moleculen die Sobhan Neyrizi en zijn medeonderzoekers hebben ontwikkeld, kunnen helpen bij de elektrochemische omzetting van kooldioxide. "Onze moleculen fungeren als co-katalysatoren die de energiebehoefte van de reactie sterk verminderen", aldus Neyrizi. Volgens de onderzoekers kunnen ze deze moleculen gebruiken om een nieuwe route voor de reactie te bedenken. "We kunnen ook ontwerpprincipes voorstellen voor de ontwikkeling van efficiëntere moleculen in de toekomst."
100% efficiëntie
In de elektrochemie worden elektronen gebruikt als goedkope energiebron. Maar het overbrengen van elektronen naar koolstofdioxide - de belangrijkste stap die nodig is voor de omzetting - vergt te veel energie. De benodigde energie kan drastisch verminderen door elektronen en protonen samen over te brengen naar kooldioxidemoleculen. De ontworpen co-katalysatoren maken deze gelijktijdige overdracht mogelijk op een oppervlak van goud. "100% efficiëntie was mogelijk voor de omzetting. Dat betekent dat alle elektronen die we in de reactie stoppen werden gebruikt", legt Neyrizi uit.
Meer informatie
Sobhan Neyrizi is promovendus in de Photocatalytic Synthesis Group (PCS; Faculteit TNW). Dit project maakt deel uit van en wordt gefinancierd door het Advanced Research Center Chemical Building Blocks Consortium (ARC CBBC). Zijn artikel, getiteld 'What it Takes for Imidazlium Cations to Promote Electrochemical Reduction of CO2' is gepubliceerd in ACS Energy Letters en kan je online lezen.
