De onderzoekers achter de katalysator, UvA-scheikundigen Edwin Gnanakumar en Shiju Raveendran, zijn bezig om van de katalysator een commercieel succes te maken. Daarbij worden ze ondersteund door Amsterdam Innovation Exchange (IXA), het instituut voor technologieoverdracht van de universiteit.

Van afvalproduct naar grondstof

Koolstofdioxide (CO₂) is een spoorgas in de aardatmosfeer dat een belangrijke rol speelt bij het reguleren van de oppervlaktetemperatuur van de aarde doordat het warmte vasthoudt. Hoewel het een belangrijk onderdeel vormt van de koolstofkringloop staat CO₂ ook bekend als een actief broeikasgas. Als gevolg van menselijk handelen neemt de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer al sinds de industriële revolutie gestaag toe. Op dit moment wordt deze toename gezien als een van de oorzaken van de opwarming van de aarde.

De scheikunde zoekt momenteel naar praktische oplossingen voor het terugdringen van de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer door het gas niet als afvalproduct te beschouwen, maar te gebruiken als grondstof. Het gebruik van koolstofdioxide als grondstof en het omzetten ervan in bruikbare chemische stoffen of brandstoffen staat overigens bekend als lastig, vanwege de moleculaire stabiliteit van de verbinding. De activering of reactivering van CO₂ vormt vanwege deze stabiliteit een enorme uitdaging.

Efficiënte omzetting

Gnanakumar en Raveendran, beide werkzaam binnen het UvA-brede onderzoekszwaartepunt Sustainable Chemistry, zijn erin geslaagd dit activeringsprobleem op te lossen met een katalysator die CO₂ op een efficiënte manier en onder relatief gematigde omstandigheden kan omzetten in CO. De CO kan vervolgens met behulp van bestaande technologie worden omgevormd tot een aantal gangbare koolwaterstoffen. Zo ontstaat een efficiënte manier om CO₂ te verwerken. “Het was een ontdekking bij toeval”, aldus Raveendran. “We waren bezig met proeven voor een ander product, maar de katalysator bleek uiterst gevoelig voor CO₂, beter dan tot dusver bekend was.”

De nieuwe katalysator kan gemakkelijk en tegen lage kosten worden geproduceerd. Hij kan CO₂ omzetten onder omgevingsdruk en bij lage temperaturen. Langetermijntests in een stroomreactor wezen uit dat de katalysator actief blijft, en dat biedt mogelijkheden voor het op grotere schaal inzetten van andere toepassingen, zoals de omzetting van industriële rookgassen. Volgens de onderzoekers kan de omzetting eenvoudig worden aangepast voor het verwerken van grote hoeveelheden gas.

CAPITA

De activiteiten rond de CO₂-katalysator vinden plaats in het kader van het Europese onderzoeksproject CAPITA (Catalytic Processes for Innovative Technology Application), dat medegefinancierd wordt door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek. Overige deelnemers aan het consortium zijn de universiteit van Castilië-La Mancha (Spanje), het Technological Educational Institute Sterea Ellada [Technisch Onderwijsinstituut (TEI) Midden-Griekenland] en het Griekse Chemical Process Engineering Research Institute [Onderzoeksinstituut voor Chemische Procestechniek (CPERI)] plus drie bedrijven: Hellenic Petroleum Renewables (Griekenland), GRAPHENANO (Spanje) en Delft Solid Solutions (Nederland).