Leidse promovendus corrigeert Nobelprijswinnaar

De omzetting van CO in CO₂ in de driewegkatalysator van een auto verloopt op minstens twee verschillende manieren. En de efficiëntste van die twee routes is door Nobelprijswinnaar Gerhard Ertl altijd over het hoofd gezien. Dat claimt oppervlaktefysicus Marcelo Ackermann, die dinsdag in Leiden promoveerde op een onderzoek in die richting.

Het is nog niet praktisch mogelijk om de claims te verifiëren in een echte, werkende driewegkat. Maar Ackermanns promotor Joost Frenken denkt dat ze dicht in de buurt zitten.

Ackermann ontdekte dat zich op het oppervlak van een platina- of palladiumkatalysator een atoomdunne oxidelaag kan vormen. Komt CO met zo’n laag in aanraking, dan oxideert het onmiddellijk tot CO₂. Dit gebeurt echter alleen als de zuurstofdruk relatief hoog is ten opzichte van de koolstofmonoxidedruk van koolmonoxide (CO). Bovendien moeten de totale druk én de temperatuur vrij hoog zijn, omdat zich anders helemaal geen oxidelaag vormt.

Onder de gebruikelijke laboratoriumomstandigheden zijn druk en temperatuur te laag. Vandaar dat het proces nooit eerder is waargenomen. Ertl en collega’s zagen alleen het andere proces, waarbij CO en O₂ worden geadsorbeerd op het edelmetaaloppervlak en O₂ zich splitst in twee losse O-atomen die met CO reageren. Aangenomen werd dat een oxidelaag dit proces alleen maar in de weg zat.

Ackermann heeft echter een methode ontwikkeld waarmee hij de katalyse op atomair niveau wél bij hogere temperatuur en druk kon bestuderen. Daarbij maakte hij gebruik van röntgendiffractie, met een krachtige röntgenbundel uit de European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble.

In een interview met kennislink.nl geeft Ackermann aan dat hij door iedereen werd uitgelachen toen hij twee jaar geleden deze resultaten voor het eerst publiceerde. Ertl gelooft het nog steeds niet helemaal, maar de jongere generatie chemici is wat meer bereid het te accepteren.

Pikant is dat in de publiciteit rond Ertls Nobelprijs de opheldering van de CO-omzetting steeds is opgevoerd als hoogtepunt. Volgens Ackermann is die Nobelprijs overigens nog steeds terecht.

bron: Universiteit Leiden, Kennislink