‘Vaste zuren’ zijn heterogene katalysatoren die mogelijk iets kunnen betekenen voor het helpen oplossen van twee probleemstoffen: kooldioxide en kunststofafval. Daarmee zou CO₂ kunnen worden omgezet in brandstof en polymeerafval in nuttige (?) chemicaliën.
De bekendste vastezuurkatalystoren zijn kristallijne zeolieten en amorfe aluminosilicaten. Zeolieten zijn sterk zuur, maar hun effectiviteit wordt beperkt door te kleine poreuze holtes. Aluminosilicaten hebben wat grotere poriën, maar zijn minder zuur en matig stabiel. Een huwelijk tussen beide zou uitkomst kunnen bieden: amorfe zeolieten.

De wereld wordt momenteel geplaagd door ten minste drie dreigingen (hoewel niet gelijk van belang): aardopwarming, groeiende hoeveelheden kunststofafval en het irritante coronavirus. Onderzoekers van het Tata-instituut voor fundamenteel onderzoek in Mumbai (het vroegere Bombay) in India denken iets te kunnen betekenen om die eerste twee dreigingen te helpen oplossen. Ze ontwikkelden vastezuurkatalysatoren die kooldioxide direct omzetten in dimethylether en kunststofafval in koolwaterstoffen die weer kunnen dienen als uitgangsstoffen voor nuttige toepassingen (in principe dan).

Met behulp van een bepaalde techniek (bicontinue microemulsiedruppeltjes als een ‘zachte’ matrijs) ontwikkelden de onderzoekers rond Vivek Polshettiwar ‘amorfe zeolieten’ met een nanosponsstructuur die zowel sterk zuur zijn en poriën hebben met de grootte van aluminosilicaten, waardoor het reactief oppervlak veel groter is dan in normale zeolieten. Het resultaat noemden ze zure amorfe aluminosilicaten (in Engelse afko AAS).
Dat deze vaste zuren wel degelijk zeolieteigenschappen hadden toonden de onderzoekers aan door de AAS verschillende reacties te laten katalyseren. Daarbij ontstond een zogeheten silanolbrug die kenmerkend zou zijn voor zeolieten.
De ‘amorfe zeolieten’ deden het beter dan bestaande zeolieten of aluminosilicaten. De onderzoekers creëerden daarmee een nieuwe klasse vastezuurkatalysatoren op het snijvlak van kristallijne zeolieten en amorfe aluminosilicaten.

Zoden aan de dijk?

Of het allemaal veel zoden aan de dijk zet is nog maar zeer de vraag. Het is zeer onwaarschijnlijk dat die nieuwe katalysatoren de immense hoeveelheden kooldioxide die de mens de atmosfeer inspuit aanmerkelijk kunnen verminderen. Daar komt bij dat dimethylether als brandstof wordt gepresenteerd dat na verbranding weer gewoon kooldioxide oplevert. Voor kunststofafval zou het een (deel)oplossing kunnen zijn.
Beide problemen hebben iets gemeen: ze worden beide veroorzaakt door de slechte beheersing van de mens van de hele keten. De hoofdmoot van de oplossing is drastische vermindering. Bij CO₂ zal de uitstoot zelfs negatief moeten worden. We hebben de afgelopen anderhalve eeuw al veel te veel kooldioxide in de atmosfeer gespoten.

Bron: EurekAlert