Gevriesdroogde katalysator met verrassende eigenschappen

Een gevriesdroogde aerogel op basis van kobalt, nikkel, molybdeen en zwavel katalyseert de ontzwaveling van aardgas en aardolieproducten twee keer zo effectief als de katalysatoren die nu in de raffinage worden gebruikt. En je kunt het spul ook nog gebruiken om waterstof af te scheiden uit gasmengsels of kwik uit vervuild water, zo schrijven onderzoekers van Northwestern University (VS) op de website van Nature Chemistry.

Bijkomend voordeel is dat de grondstoffen niet echt duur zijn. Bij eerdere pogingen hadden de onderzoekers nog platina nodig, wat het spul onbetaalbaar maakte.

Zwavel behoort tot de chalcogenen, de elementen die in het Periodiek Systeem onder zuurstof staan. De nieuwe aerogels hebben daarom de naam ‘chalcogel’ meegekregen. Ze ontstaan door coördinatieve reacties tussen (MoS₄)₂ (of (WS₄)₂) met Co²⁺- en Ni²⁺-zouten in formamide of een ander watervrij oplosmiddel. Na vriesdrogen blijft een sponsachtig materiaal over met een zeer groot specifiek oppervlak: ongeveer 1000 m² per cm³.

De onderzoekers schatten dat je met een gegeven hoeveelheid van deze katalysator tweemaal zo veel ruwe olie kunt ontzwavelen als met de huidige Co–Mo/Al₂O₃ -katalysatoren. Die schatting berust op experimenten met thiofeen als modelstof.

De kwikverwijdering heeft niets met deze katalytische werking te maken en alles met het feit dat de zwavel in de chalcogel gemakkelijk bindt aan kwik. De gasscheiding heeft eveneens met die zwavel van doen: ‘zachte’ moleculen zoals CO₂ vertonen er meer interactie mee dan ‘harde’ zoals H₂.

Of de chalcogels echt commercieel toepasbaar zijn, moet nog worden uitgezocht.

bron: Northwestern University