Bij publiceren hoeven kwaliteit en kwantiteit elkaar niet uit te sluiten, bewijst dr. Javier Pérez-Ramírez.

Tijdens de Netherlands Catalysis and Chemistry Conference (NCCC), vorige maand in Noordwijkerhout, is de achtste KNCV-Katalyseprijs uitgereikt aan dr. Javier Pérez-Ramírez. Hij verdiende de prijs met zijn promotie-onderzoek naar gekatalyseerde N₂O-activering, verricht aan de TU Delft onder supervisie van prof.dr. Freek Kapteijn en prof.dr. Jacob Moulijn.

Opmerkelijk

De jury zegt grote moeite te hebben gehad met het maken van haar keuze. Ze was bijzonder onder de indruk van de extreem hoge kwaliteit van de voorgedragen kandidaten (dertien in totaal) en hun proefschriften en wetenschappelijke publicaties. De winnaar stak er echter om een aantal redenen bovenuit. “Het onderzoek naar de katalytische activering van N₂O is van groot belang voor de ontwikkeling van een duurzame samenleving en door dr. Pérez-Ramírez bestudeerd op het niveau van het moleculaire mechanisme tot aan de implicaties voor grootschalige industriële toepassingen”, aldus het juryrapport. “Zowel de wetenschappelijke aspecten als de maatschappelijke relevantie zijn hierbij op indrukwekkende wijze aangepakt. Hierbij heeft dr. Pérez-Ramírez zich ontwikkeld tot een bijzonder breed onderzoeker, wat van groot belang is geweest voor het succesvolle verloop van zijn onderzoek. Dat blijkt mede uit de vele samenwerkingen die hij heeft geïnitieerd.”

Kapteijn en Moulijn (de eerste is overigens uit de jury gestapt zodra zijn pupil op de shortlist belandde) schrijven Pérez-Ramírez bovendien ‘opmerkelijke’ persoonseigenschappen toe: “Binnen vier jaar voltooide hij zijn promotie en zijn productiviteit was zeer groot. Hij was van 22 artikelen in internationale tijdschriften eerste auteur en van een vergelijkbaar aantal co-auteur. Van de circa vijftig promovendi die we begeleid hebben is hij ongetwijfeld de meest productieve. Het kan ook gesteld worden dat de kwaliteit zodanig was dat in de regel slechts ‘minor comments’ werden gerapporteerd door de referees.”

Kyoto

Het duurzame aspect van het onderzoek zit in het feit dat N₂O (beter bekend als lachgas) zowel de ozonlaag aantast als het broeikaseffect versterkt. Wat dat laatste betreft heeft lachgas een 310 keer sterker effect dan het door politici veel sterker gekoesterde CO₂. “De voorgestelde katalytische optie via N₂O-ontleding is voor de Nederlandse situatie een grote kans te voldoen aan de Kyoto-afspraken, tegen een fractie van de kosten die voor CO₂-reductie nodig zijn”, zo stellen Pérez-Ramírez en zijn promotoren fijntjes. Wat helpt is dat 35 procent van de Europese N₂O-emissies afkomstig is uit een beperkt aantal schoorstenen van afvalverbrandingsovens en chemische fabrieken, met adipinezuur- en salpeterzuurproductie als belangrijkste boosdoeners. Het inbouwen van een katalysator in zo’n schoorsteen is relatief eenvoudig.

Pérez-Ramírez heeft zich geconcentreerd op zogeheten ex-FeZSM-5 katalysatoren, opgebouwd uit ijzer en zeolietmaterialen. Het voorvoegsel ex verwijst naar een nieuwe bereidingswijze, de zogeheten ex-framework route, waarbij het ijzer in de structuur van de zeoliet wordt ingebouwd. Tot nu toe lijkt dit de enige katalysator te zijn die N₂O onder industriële condities kan reduceren tot O₂ en N₂. Zelfs bij relatief lage temperaturen is de activiteit hoog, wat betekent dat de reductie niet veel energie hoeft te kosten. En de katalysator, die waarschijnlijk het eerst zal worden toegepast in de vorm van een monoliet, laat zich niet vergiftigen door andere rookgassen, zoals NO en SO₂.

Als bonus blijkt ex-FeZSM-5 in staat om N₂O niet alleen weg te werken, maar er en passant ook nog iets nuttigs mee te doen. Het lachgas wordt dan gebruikt als zuurstofdonor bij de directe omzetting van benzeen in fenol. Het bedrijf Solutia studeert al op industriële toepassing van dit proces.