De lichtminnende katdeeltjes bestaan uit een laagje palladium (Pd), op een laagje tantaaloxide met daaronder en spiegeltje van zilver, goud of aluminium. Al die laagjes zijn maar enkele nm’s dik (afb: ACS)

De chemische industrie is een energievreter. 10% van het wereldenergie-verbruik gaat naar die sector, die ook verantwoordelijk is voor 12% van de industriële uitstoot van broeikasgassen. Onderzoekers in Australië hebben een fotokatalysator van het edelmetaal palladium gemaakt die 99% van invallend licht omzet in chemische energie om daarmee chemische reacties te faciliteren. Gloort de chemie die draait op zonlicht? Ook zou de vinding te gebruiken zijn in infraroodcamera’s en ontziltingsinstallaties (om maar wat te noemen).
De chemische industrie gebruikt in de VS meer energie dan welke andere bedrijfstak ook en is goed voor 28% van het industriële energieverbruik in dat land (cijfers 2017). Het gebruik van licht als energiebron, in de vorm van fotokatalyse, groeit, maar het rendement en de kosten zijn nog steeds niet wat de bedrijfstak daarvan verwacht.
“In de chemische industrie worden katalytische processen gebruikt die veel warmte en hoge drukken nodig hebben”, zegt onderzoeker Daniel Gomez van de universiteit van Melbourne. “Het is de grote opdracht die bedrijfstak duurzamer te maken maar de meeste materialen die de reacties bevorderen reageren niet goed op licht. De fotokat die wij ontwikkelden zet 99% over het hele lichtspectrum om en bij sommige frekwenties 100%.” Volgens Gomez is het systeem opschaalbaar en efficiënt. “Dat opent nieuwe mogelijkheden om zonne-energie direct om te zetten in waardevolle stoffen.”

Palladium

Palladium is net als dat andere edelmetaal platina een uitstekende katalysator maar doet weinig met licht. Door nu te sleutelen aan de optische eigenschappen van nanodeeltjes palladium bleek dat ‘gebrek’ te repareren. Palladium is duur en vrij zeldzaam, maar je schijnt er maar erg weinig van nodig te hebben. Volgens Gomez is de vinding een stimulans voor het gebruik van fotokatalyse in de chemie.
“We zijn zeer afhankelijk van die bedrijfstak, maar net als de rest van de economie leunt die te veel op fossiel. Ons doel is het zonne-energie te gebruiken voor chemische reacties.” Het schijnt overigens dat de onderzoekers ook een artikel over soortgelijke techniek in de kast hebben liggen. Daarbij gaat het om gouddeeltjes.

Bron: EurekAlert