Plus Nieuwe katalysator zet CO2 tien keer sneller om in ethyleen

Onderzoekers aan de Universiteit van Toronto hebben een katalysator ontwikkeld die CO2 tien keer sneller omzet in ethyleen, de basis van veel plastics. Het proces kan op termijn een stimulans zijn voor het verdienmodel van Carbon Capture and Utilisation.

Koenraad Coel | 6 maart 2020
Catalyst Closeup 900X600 Credit Daria Perevezentsev
Dit schijfje is de katalysator waarin de reactie plaatsvindt. (foto door Daria Perevezentsev © University of Toronto)

De focus van het onderzoek was een vorm van elektrolyse die CO2, water en elektriciteit omzet in ethyleen, de meest geproduceerde petrochemische stof ter wereld. Het proces is al langer bekend, maar kan voor grootschalige productie niet concurreren met ethyleen op basis van olie of gas. Om het proces te versnellen gingen de onderzoekers aan de slag met het cruciale element in de reactie: een katalysator die de drie elementen moet samenbrengen.

Nafion

Het onderzoeksteam ontwikkelde eerst een nieuwe katalysator op basis van koper. In plaats van die als een vlak plaatje te gebruiken, verwerkten ze kleine fragmentjes ervan in Nafion. Dat is een materiaal dat vaak gebruikt wordt in brandstofcellen om waterstof te transporteren. “Ons nieuw ontwerp brengt de reagerende stoffen snel en gelijkmatig samen en daardoor gaat het hele proces aanzienlijk sneller”, zegt García de Arquer, een van de betrokken onderzoekers.

Levensduur

De nieuwe katalysator zet CO2 tien keer sneller om in ethyleen, terwijl de nodige apparatuur ongeveer evenveel kost als die voor het bestaande proces. Met kleine aanpassingen kan het systeem ook gelijkaardige stoffen zoals ethanol produceren. De onderzoekers hopen het proces op termijn ook op industriële schaal toe te passen. Dat zou ook de doorbraak van CCU kunnen betekenen. Maar daarvoor is eerst verdere ontwikkeling nodig.

“Op dit moment kan het systeem ongeveer tien uur produceren voor de katalysator het begeeft. Dat is nog ver van de duizenden uren die nodig zijn voor industriële toepassingen,” zegt professor Cao-Tangh Dinh van het onderzoeksteam. Hij probeert nu de levensduur van de katalysator te verbeteren. Andere leden van het team proberen het proces aan te passen om andere waardevolle stoffen te maken.

Verder lezen?

Maak een profiel aan en lees Susanova nu 1 maand gratis.