Wil je dure metalen gebruiken als katalysator,verpak ze dan liever in een organisch molecuul dan in een kristal. Met molybdeen lukt het alvast, bewijst een publicatie in Science.

Dat molybdeen wordt vaak gebruikt in de vorm van molybdeniet, een kristallijne vorm van molybdeendisulfide (MoS₂). Het dient onder meer als katalysator voor de ontzwaveling van aardolieproducten. Nog interessanter is de recente ontdekking dat MoS₂ de elektrochemische productie van waterstof uit water katalyseert. Nu gebruikt men daar nog platina voor, een edelmetaal dat momenteel een factor 70 duurder is dan molybdeniet.

Het nadeel van MoS₂-kristallen is echter dat alleen sommige randjes katalytische werking vertonen. Het overgrote deel van het molybdeen doet helemaal niets. Je kunt de benuttingsgraad een beetje verbeteren door de kristallen te verkleinen, maar optimaal wordt het nooit.

Die katalytische werking wordt veroorzaakt door een soort driehoekjes, gevormd door twee zwavelatomen en een molybdeenatoom, die uit de rand van het kristal steken. En Christopher Chang en Jeffrey Long (Lawrence Berkeley National Laboratory, Californië) hebben nu bedacht dat die driehoekjes het ook nog zouden moeten doen als ze alleen maar denken dat ze aan een molybdenietkristal vast zitten.

Ze ontwierpen dus een organisch ligand dat de molybdeenkern kan omhullen, en dan precies op dezelde manier aan de elektronenwolk trekt als zo’n kristal pleegt te doen. Met 2,6-bis(1,1-bis(2-pyridyl)ethyl)pyridine, afgekort PY5Me₂, blijkt dat heel aardig te lukken.

Het grote voordeel van dit organometaalcomplex is uiteraard dat alle molybdeen, dat je er in stopt, in principe ook daadwerkelijk meekatalyseert. Je kunt er een oppervlak mee coaten dat per vierkante millimeter waarschijnlijk veel actiever is dan het oppervlak van een MoS₂-kristal. En de synthese van het PY5Me₂ zal ongetwijfeld wel wat kosten, maar goede kans dat de besparing op molybdeen veel groter is.

Of zulke liganden ook stabiel genoeg zijn voor industrieel gebruik, is nog even afwachten.

bron: Berkeley Lab