IJzerdeeltjes verpakt in koolstof werken goed als hydrolysekatalysator (afb: Kari Laasonen)

De ontleding van water in waterstof en zuurstof (hydrolyse) kan veel sneller als je die katalyseert met ijzernanodeeltjes in een ‘kooi’ van koolstof, zo bleek Finse onderzoekers. Zo’n katalysator schijnt eenvoudig te maken te zijn en heeft een lange houdbaarheid. Nu wordt daarvoor veelal de dure platinakat gebruikt. De nieuwe katalysator zou beter presteren.

Voor een efficiënte ontleding van water zijn katalysatoren nodig die elektronen aanleveren. In de waterstofproductie wordt al lang gezocht naar een katalysator om het dure platina te vervangen. Nanodeeltjes van verschillende metalen zijn al eens voorzien van een laagje koolstof en beproefd. De koolstof zorgt er voor dat de nanodeeltjes niet oxideren. Helaas beïnvloedt een te dikke laag koolstof al snel het katalytisch vermogen van het metaal. Daarom hebben Kari Laasonen en zijn collega’s op de Aalto-universiteit ijzerdeeltjes met één enkel laagje koolstof bekleed. De bolletjes werden voor de stabiliteit aan koolstofnanobuisjes vastgemaakt.
De katalysator en de nanobuisjes zijn in één stap te maken. Bij 1100°C kun je ferroceen ontleden tot ijzernanodeeltjes. Door de toevoeging van etheen en koolstofdioxide ontstaat er een laagje koolstof om deze deeltjes. Het etheen vormt ook de nanobuisjes. De onderzoekers denken dat grote ijzerdeeltjes die omzetting katalyseren.
In vergelijking met de klassieke platinakatalysator doen de bolletjes het goed. Zelfs na duizend reacties werkt de ijzerkatalysator nog steeds. Ook de elektrische eigenschappen van deze katalysator zijn beter dan van platina. Kortom: de ideale hydrolysekat lijkt gevonden.

Bron: 2cw