Katalytisch proces nu goed genoeg begrepen voor opschaling

Amerikaanse en Chinese onderzoekers denken samen de rechtstreekse katalytische omzetting van aardgas in benzeen (en waterstof) op commerciële schaal aan de praat te kunnen krijgen. Benzeen is vloeibaar en daardoor veel goedkoper te transporteren dan aardgas, en de zogeheten methaandehydroaromatisering zou dan ook een nieuwe mogelijkheid kunnen bieden om iets nuttigs te doen met aardgas uit afgelegen winplaatsen.

Dat methaandehydroaromatisering mogelijk is,werd in 1993 voor het eerst gepubliceerd. Het proces wordt gekatalyseerd door molybdeenoxide, op een zeoliet als drager.

Sindsdien is er door diverse onderzoeksgroepen aangewerkt. Probleem was echter dat niemand precies wist hoe de katalysator werkte. Daardoor ging het optimaliseren van het proces erg moeizaam.De vraag was vooral wat de actieve vorm was: een klompje van een of twee moleculen of een veel groter molybdeenoxidecluster.

Om het raadsel op te lossen zijn chemici van het Dalian Institute of Chemical Physics (Liaoning, China) te rade gegaan bij collega’s van Pacific Northwest National Laboratory in de VS. Daar staat de grootste NMR-spectrometer ter wereld, een 900 MHz-monster dat ook vaste stoffen kan scannen.

Gekeken werd naar de isotoop ⁹⁵Mo. Die geeft een heel zwak NMR-signaal, zodat de goede signaal/ruisverhouding en de ruime monstercapaciteit van het PNNL-spectrometer hard nodig waren om een bruikbaar signaal te krijgen. Enkele maanden geleden meldden de onderzoekers in JACS dat dat laatste inderdaad was gelukt.

De metingen hebben inmiddels aangetoond dat de kleinere klompjes molybdeenoxide de actieve vorm moeten zijn. De Chinezen zijn nu druk bezig met pogingen om die vorm op industriële schaal op een zeoliet te zetten.

bron: PNNL