Promotie: Carbon Supports and Promoters: Key to Design Copper Catalysts for CO2 Conversion

De invloed die broeikasgassen zoals CO2 hebben op het klimaat is nog nooit zo duidelijk geweest. Deze gassen afvangen en weer omzetten in grondstoffen en chemicaliën kan helpen de opwarming van de aarde af te remmen. Methanol en synthesegas, een mengsel van koolstofmonoxide en waterstof, zijn de basis voor de productie van chemicaliën en synthetische brandstoffen. Op dit moment worden methanol en synthesegas geproduceerd uit koolstofbronnen, zoals aardgas en kolen. In plaats daarvan zou CO2 gebruikt kunnen worden, maar daarvoor moeten eerst economische en technische obstakels overwonnen worden.

Eén van de uitdagingen is het ontwerpen van geschikte katalysatoren. Een katalysator is een stof die een chemische reactie versneld. Wij hebben onderzoek gedaan naar koper-gebaseerde katalysatoren voor de omzetting van CO2 en H2 naar methanol en synthesegas. Omdat chemische reacties plaatsvinden op het oppervlak van het koper, is het belangrijk om het koperoppervlak zo groot mogelijk te maken, door het metaal als kleine deeltjes af te zetten op een dragermateriaal. Dit proefschrift beschrijft hoe de grootte van de koper-nanodeeltjes en het type dragermateriaal de reactiesnelheid en gevormde producten beïnvloedden.

Daarnaast hebben we onderzocht hoe toevoeging van metaaloxidepromotoren de werking van de koperkatalysator beïnvloedt bij productie van methanol en synthesegas. Geavanceerde karakteriseringstechnieken, waaronder Röntgenstraling-absorptiespectroscopie, stelden ons in staat om de interactie tussen koper en de promotoren te bestuderen. De verkregen inzichten geven richting aan het ontwerpen van efficiënte, op koper gebaseerde katalysatoren voor de omzetting van CO2 en H2 naar chemicaliën en brandstoffen.