IJzeroxidedeeltjes met een nanolaagje kobalt zijn ideale katalysatoren voor de productie van dieselbrandstof uit aardgas. Net zo effectief als puur kobalt maar veel goedkoper, melden Amsterdamse onderzoekers in Angewandte Chemie.

Dat kobalt is al tientallen jaren de industriestandaard voor het zogeheten Fischer-Tropschproces, tegenwoordig beter bekend als gas-(of coal-, of biomass-)to-liquids. Hierbij wordt de grondstof eerst vergast tot een mengsel van waterstof en koolstofmonoxide, dat je vervolgens polymeriseert tot een mengsel van alkanen. De praktijk wijst uit dat kobalt het mengsel oplevert dat het dichtst tegen de specificaties voor diesel aan zit; met het veel goedkopere ijzer functioneert het proces ook maar krijg je de verkeerde mix.

In opdracht van energiegigant Total Gaz & Power hebben UvA-onderzoekers Roberto Calderone, Raveendran Shiju en Gadi Rothenberg nu een manier ontwikkeld om ijzer met kobalt te coaten zodat je met een minimum van dat laatste element toe kunt.

Ze lieten zich daarbij inspireren door de technieken die bedrijven als TDK vanaf de jaren 70 gebruikten om de geluidskwaliteit van magneetbanden voor geluidscassettes te verbeteren. Daarbij werden de oorspronkelijke ijzeroxides op de band verrijkt met een vleugje kobalt.

Op basis van die oude octrooien is het na 2 jaar proberen gelukt om een simpel, goedkoop, reproduceerbaar en vooral heel erg goed opschaalbaar proces te ontwikkelen dat deeltjes van ijzeroxide (magnetiet) genereert en ze via oppervlaktenucleatie coat met een laagje kobalt van een paar atomen dik. Volgens Rothenberg is het zo eenvoudig dat een middelbare scholier het moet kunnen.

Praktijktests door collega’s in Lille en Bayreuth wijzen uit dat het laagje er onder Fischer-Tropschcondities ook netjes op blijft zitten en dat de katalysator inderdaad een prima dieselfractie oplevert.

Inmiddels heeft Total octrooi aangevraagd, waarbij de Amsterdammers worden geboekt als mede-uitvinders. De publicatie is door Angewandte aangemerkt als ‘very important paper’. Mede omdat het huidige overaanbod aan schaliegas mogelijk zoveel extra GTL-fabrieken zal doen verrijzen, dat de vrees voor een acuut kobalttekort niet onterecht lijkt.

bron: UvA, Angewandte