25 november 2019

“Samenwerking is een essentiële voorwaarde voor deze mate van impact”

Team science leidt tot doorbraak in CO2-conversie

Charlotte Vogt, Ellen Sterk, Matteo Monai
Charlotte Vogt, Ellen Sterk en Matteo Monai

Onderzoekers uit Utrecht en Eindhoven hebben samen met chemieconcern BASF het mechanisme achter CO2-conversie ontrafeld. “We hebben deze puzzel kunnen oplossen vanwege een fantastische samenwerking”, zegt onderzoeksleider Bert Weckhuysen. “Dit onderzoeksresultaat is het sluitstuk van een reeks publicaties die samen hiertoe opbouwen.” De onderzoekers publiceren hun resultaten vandaag in Nature Communications.

Scheikundigen van de Universiteit Utrecht, TU Eindhoven en BASF beschrijven in deze publicatie hoe met behulp van zowel theoretische en experimentele methodes de conversie van CO2 verloopt over metaaloppervlakken. Het omzetten van CO2, een belangrijk broeikasgas, naar nuttige chemische bouwstenen om bijvoorbeeld hernieuwbare energie uit zon of wind in op te slaan, biedt tal van mogelijkheden. Meer specifiek kan het bijdragen aan het reduceren van de CO2-uitstoot, anderzijds maakt het in principe ook mogelijk om nuttige basischemicaliën rechtstreeks uit CO2 te gaan maken.

Drie eerste auteurs

Bijzonder aan deze publicatie is dat de drie eerste auteurs een even groot aandeel aan deze doorbraak hebben geleverd: Charlotte Vogt, Matteo Monai en Ellen Sterk.

Vogt publiceerde vorig jaar al in Nature Catalysis, samen met onderzoekers van o.a. BASF, over hoe de conversie van CO2 afhankelijk is van de deeltjesgrootte van de metaal-nanodeeltjes. Met deze kennis maakte ze al snellere en efficiëntere katalysatoren voor CO2-omzettingen.

Ellen Sterk, Charlotte Vogt, Matteo Monai

Monai, die vorige maand de prestigieuze Eni Young Researcher of the Year award ontving voor zijn bijdrage aan katalyseonderzoek, werkte samen met Vogt, aan een Nature Catalysis-publicatie over de mogelijke opslag van methaan, gemaakt uit CO2, als tijdelijke buffer voor hernieuwbare energie. Deze publicatie verscheen afgelopen voorjaar.

Sterk leverde de theoretische basis voor het meest recente onderzoek al in haar masterscriptie. Ze kreeg hiervoor eind 2018 de AkzoNobel Afstudeerprijs voor Chemie en Procestechnologie. Ze werkte daarin aan het theoretisch, kwantumchemisch modelleren van katalytische reacties, meer specifiek voor het reduceren van CO2-uitstoot in de atmosfeer met nikkel als metaal. Dit gebeurde in samenwerking met onder andere Ivo Filot en prof. Emiel Hensen van de TU Eindhoven.

Doelgerichte team science

Vogt, Monai en Sterk maken alle drie deel uit van de onderzoeksgroep van Bert Weckhuysen, waarmee ze zich op een snijpunt bevinden van verschillende samenwerkingen. Naast de Strategische Alliantie met de TU Eindhoven bevindt de groep zich ook in het onderzoeksconsortium ARC CBBC, samen met de universiteiten van Groningen en Eindhoven en vier chemische bedrijven waaronder BASF, en het NWO Zwaartekracht-programma MCEC, samen met de universiteiten van Eindhoven en Twente.

“Zonder deze opbouw en unieke samenwerking hadden we nooit zo ver kunnen komen”, zegt Weckhuysen. “Deze publicatie is een prachtig voorbeeld van doelgerichte team science. Ik durf te zeggen dat zulke samenwerking werkelijk een essentiële voorwaarde is om dit soort wetenschappelijke en maatschappelijke impact te kunnen bereiken.”

Publicatie

Understanding carbon dioxide activation and carbon–carbon coupling over nickel
Charlotte Vogt*, Matteo Monai*, Ellen B. Sterk*, Jonas Palle*, Angela E. M. Melcherts*, Bart Zijlstra, Esther Groeneveld, Peter H. Berben, Jelle M. Boereboom*, Emiel J. M. Hensen, Florian Meirer*, Ivo A. W. Filot, Bert M. Weckhuysen*
Nature Communications, 25 november 2019, DOI 10.1038/s41467-019-12858-3
* auteurs verbonden aan de Universiteit Utrecht