Wat als we van CO₂ iets nuttigs konden maken?

Scheikundigen van de Universiteit Utrecht en het Paul Scherrer Institut (PSI) in Zwitserland hebben het mechanisme achter kobalt-oxide als actieve component voor CO₂-omzetting ontrafeld. “Dit is belangrijke fundamentele kennis waarmee we betere katalysatoren kunnen ontwikkelen voor de omzetting van CO₂ naar brandstof”, zegt onderzoeksleider Bert Weckhuysen. De onderzoekers publiceren hun resultaten vandaag in Nature Communications.

In de publicatie beschrijven de onderzoekers hoe de omzetting van CO₂ naar brandstof verloopt op de katalytische oppervlakken van kobalt-oxide en metallisch kobalt. Het omzetten van CO₂ naar brandstof biedt perspectieven voor de toekomst: overstappen van een lineaire samenleving naar een duurzame, circulaire samenleving. Specifieker gezegd kunnen zulk soort processen de CO₂-uitstoot verminderen en een manier bieden om energiebronnen, zoals brandstof en andere chemische bouwstenen, direct uit CO₂ te maken.

Bijzonder aan deze publicatie is dat wetenschappers normaal gesproken aannemen dat alleen metallische oppervlakken actief zijn in katalytische processen. Hier tonen de onderzoekers aan dat kobalt-oxide nanodeeltjes gestabiliseerd op dragermateriaal titaandioxide zelfs actiever zijn in het omzetten van CO₂ dan metallische kobalt nanodeeltjes op hetzelfde dragermateriaal. Ze bewijzen met behulp van infrarood licht dat kobalt-oxide een ander reactiemechanisme volgt dan metallisch kobalt. Het reactiemechanisme van kobalt-oxide levert langere koolstofwaterstofketens op, die meer energie bevatten dan kleine ketens.

Eerste auteur Iris ten Have en onderzoeksleider Bert Weckhuysen legden in 2020 al in het tv-programma Zapp Your Planet uit hoe CO₂ kan worden getransformeerd in brandstof met de huidige technologie. Ze benadrukken echter dat het doen van meer onderzoek belangrijk is om dit katalytisch proces efficiënter en dus uiteindelijk economisch rendabel te maken.