Oratie prof. dr. Petra de Jongh op 16 september: Nanomaterialen: De kracht van het kleine

In sommige opzichten zijn fossiele brandstoffen fantastisch: ze zijn makkelijk mee te nemen en op te slaan, en je kunt ze op elk moment gebruiken. Bij energie uit zon en wind is dat niet zo simpel. “Ik droom ervan om zonlicht en wind net zo makkelijk bruikbaar te maken als fossiele brandstoffen”, stelt Petra de Jongh, hoogleraar Anorganische Nanomaterialen. In haar oratie op 16 september vertelt ze waarom dat lastig is, en op welke manieren ze haar best doet om dat te veranderen.

Idealiter zouden we fossiele brand- en grondstoffen geheel vervangen door hernieuwbare, maar zo simpel is dat nog niet. “Olie en kolen kun je op elk moment inzetten,” vertelt De Jongh, “maar je kunt niet zomaar zeggen: we hebben nu drie uur lang zon nodig.” Daarom doet ze onderzoek naar manieren om zonne- en windenergie op te slaan. In het lab kan dat al wel, maar nog niet onder reguliere omstandigheden en op grote schaal. “Dat is een van de grote uitdagingen: hoe kun je wind en zonlicht temmen?”

Bijenkorf

De Jongh onderzoekt manieren om elektriciteit uit zon of wind op te slaan in batterijen of in de vorm van waterstof, maar wil ook andere brand- en grondstoffen op duurzamer wijze maken. Daarvoor zijn katalysatoren nodig die kleine moleculen zoals waterstof en CO of CO2 selectief aan elkaar kunnen knopen tot grotere moleculen. “In zekere zin kun je een katalysator vergelijken met een bijenkorf”, legt De Jongh uit. “Zoals bijen zich bevinden in een bijenkorf, zitten ook de actieve katalysatordeeltjes in een poreuze structuur die soms zelfs de vorm heeft van een honingraatstructuur. Ik wil niet alleen de bijen ontwerpen, maar ook de bijenkorf én de interactie tussen de bijen.”

Precisie op nanoschaal

Daarvoor ontwerpt en assembleert De Jongh katalysatordeeltjes met precisie op nanoschaal, een tienduizendste van de dikte van een menselijke haar. Het bestuderen van die deeltjes is nog niet makkelijk: ze zijn veel kleiner dan de golflengte van licht, en geavanceerde apparatuur is dus nodig. Met het juiste begrip zijn de deeltjes wel verrassend eenvoudig te maken. “Het gedrag van deze deeltjes, met name als ze dan ook nog uit verschillende componenten bestaan, wil ik exact begrijpen”, zegt De Jongh. “Ik kijk er erg naar uit om daar de komende jaren met mijn team verder aan te werken.”