Met natrium- of kaliumionen kun je losse goudatomen stabiliseren op een inert metaaloxide. Zo benut je de katalytische eigenschappen optimaal en kun je heel veel doen met heel weinig goud, melden Amerikaanse onderzoekers op de website van Science.

Om te beginnen katalyseren Maria Flytzani-Stephanopoulos en collega’s van onder meer Tufts University er een lage-temperatuurshiftreactie mee, waarbij je CO uit synthesegas met stoom van minder dan 200 graden Celsius omzet in H₂ en CO₂. Op deze manier kun je bijvoorbeeld zuivere waterstof genereren voor PEM-brandstofcellen die zelf ook bij rellatief lage temperatuur werken en slecht tegen vervuiling met CO kunnen.

Al langer is bekend dat dit prima lukt met goudatomen die je vastlegt op bijvoorbeeld aluminium-, cerium-, titanium- of siliciumoxide. Het vastleggen is echter lastig. De goudatomen hebben de neiging te klonteren tot nanodeeltjes, die dit soort reacties nauwelijks katalyseren. Dat is letterlijk zonde van het goud.

Dat blijk je nu te kunnen tegengaan door het oppervlak te impregneren met natrium- of kaliumhydroxide. Er vormen zich dan Au-O(OH)_x-clusters, met bijpassende hoeveelheden Na⁺ of K⁺ als tegenionen. In die clusters is het goud optimaal katalytisch actief én stabiel. Bovendien lijkt het cluster helemaal autonoom te werken; eerder dichtte men ook het onderliggende metaaloxide een rol toe bij de shiftreactie, maar in dit geval lijkt de keuze van de drager niets meer uit te maken.

Hoe het chemisch allemaal precies in elkaar zit, is overigens nog grotendeels een raadsel.

bron: Science Express, Tufts University