Promotie: Control and impact of metal nanoparticle location in bifunctional catalysts for hydrocarbon conversion

Mensen gebruiken dagelijks energie voor bijvoorbeeld voedselproductie, verwarming en transport. Ongeveer 82% van de wereldwijde energievoorraad komt van fossiele bronnen. Zouden we brandstoffen ook uit een meer hernieuwbare bron kunnen maken? Een mogelijkheid hiervoor is de productie van brandstoffen uit huishoudelijk afval.

Afval wordt eerst vergast, waarna het synthesegas wat hiermee verkregen wordt, omgezet wordt in lange koolwaterstofmoleculen. Daarna volgt hydroconversie: tijdens deze reactie worden lange koolwaterstofmoleculen geïsomeriseerd of gekraakt om brandstoffen met de juiste eigenschappen te produceren. Het hydroconversieproces maakt gebruik van een katalysator, een materiaal dat een chemische reactie versnelt en daarbij zo veel mogelijk van de gewenste producten maakt. In dit geval gaat het om een bifunctionele katalysator, waarvan de functies vervuld worden door respectievelijk een metaal en een vast zuur. De metaalnanodeeltjes in deze katalysator bestaan vaak uit een edelmetaal zoals platina of palladium. Omdat deze metalen schaars en duur zijn, is het gewenst om er zo min mogelijk van te gebruiken.

In dit proefschrift laten we zien hoe we de locatie van het metaalnanodeeltje ten opzichte van de zure plaatsen kunnen controleren, om de benodigde hoeveelheid metaal drastisch te verlagen. Daarnaast laten we zien wat er gebeurt als we het edelmetaal vervangen door bijvoorbeeld nikkel. Deze bevindingen zijn relevant voor de productie van schone en hernieuwbare brandstoffen waarbij tegelijkertijd de benodigde hoeveelheid aan schaarse materialen omlaag gebracht wordt.