Nieuwe wind door productie synthetische brandstoffen

In de jaren 1920 al ontwikkelden de Duitse geleerden Franz Fischer en Hans Tropsch een synthetisch en duurzaam alternatief voor de benzine en diesel die uit aardolie worden geraffineerd. Maar die synthetische brandstoffen of Fischer-Tropsch-brandstoffen waren economisch niet interessant. Hun productieproces kon niet voldoende worden versneld en opgeschaald om te kunnen concurreren met het conventionele, vervuilende procedé.

Zelfgebouwde microscoop

Nu hebben Nederlandse fysici mogelijk ontdekt hoe ze dat Fischer-Tropsch-proces kunnen versnellen. De oplossing ligt bij efficiënte katalysatoren op maat van het proces.

Met een Scanning Tunneling Microscope (STM) die ze zelf hadden gebouwd, konden de onderzoekers voor het eerst zien hoe een Fischer-Tropsch-reactie zich in zijn vroegste fase ontvouwt. Zo’n STM bestond al en wordt vaak gebruikt om individuele atomen zichtbaar te maken. Maar de versie die de onderzoekers maakten, is bestand tegen zeer hoge druk en tegen temperaturen van honderden graden Celsius. Dat zijn typische omstandigheden bij een Fischer-Tropsch-reactie.

Katalysatoren ‘op maat’

Op de microscoopbeelden zagen de onderzoekers hoe koolwaterstofmoleculen gewonnen uit CO2 zich hechten aan de oppervlakken van kobaltdeeltjes. Die deeltjes zijn veelgebruikte katalysatoren voor dit soort processen. De onderzoekers ontdekten een manier om die hechting sneller te doen verlopen. Het werkt een beetje zoals de patronen waarin auto’s een parkeerplaats vullen.

De volgende stap is het maken van die efficiënte, snelle katalysatoren. Zo wordt de productie van synthetische, ‘schonere’ brandstoffen economisch wél interessant.