Nieuws

Hoogentropische kat

Arjen Dijkgraaf |
Anorganische chemie, Duurzaamheid & Energie, Katalyse, Nanotechnologie

Uit vijf overgangsmetalen kun je een legering maken die elektrochemische processen minstens zo goed katalyseert als het gebruikelijke platina. Dat claimen Wolfgang Schuhmann en collega’s van de Ruhr-Universität Bochum in Advanced Energy Materials.

De vijf elementen zijn chroom, mangaan, ijzer, kobalt en nikkel. In zuivere vorm zijn die goed voor vier verschillende kristalstructuren maar jaren geleden werd al aangetoond dat ze samen in één rooster kunnen gaan zitten, bij elkaar gehouden door een entropiewinst die ruimschoots opweegt tegen de neiging tot ontmengen. Er zijn meer combinaties van elementen waarmee dat blijkt te kunnen, maar Cr-Mn-Fe-Co-Ni heeft het grote voordeel dat er geen enkel element tussen zit dat echt heel erg duur is.

In Bochum maken ze er nanokristalletjes van door combinaties van de vijf metalen te verdampen in een plasma, dat ze in druppelvorm laten uitkristalliseren in een ionische vloeistof. Die kristalletjes immobiliseren ze vervolgens op een elektrode.

Op het oppervlak van zo’n ‘hoogentropisch’ kristal vind je dus ook vijf verschillende atomen door elkaar, en het ligt voor de hand dat sommige combinaties katalytische activiteit vertonen die men eerder nooit heeft kunnen meten. Dat is puur een kwestie van uitproberen.

Als modelreactie gebruikten ze in Bochum de zuurstofreductiereactie, het technisch lastigste onderdeel van de verbranding van waterstof in een brandstofcel. Normaal katalyseert men die met platinananodeeltjes, maar na een tijdje spelen met de verhoudingen bleken de mengkristalletjes het minstens even goed te doen.

Wat er dan precies op het oppervlak van zo’n kristalletje gebeurt, is nog volkomen onduidelijk. Bij platina weet men het trouwens ook nog niet precies. Maar het werkt.

Schuhmann denkt dat het principe veel breder toepasbaar is, en dat je heel veel reacties hoogentropisch kunt katalyseren als je maar genoeg combinaties en mengverhoudingen uitprobeert.

bron: Ruhr-Universität Bochum

Deel deze pagina
Bestel nu GRATIS 2 proefnummers C2W

Bestel nu GRATIS 2 proefnummer C2W

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven