Onderzoekers van de UCLA Samueli School of Engineering, Rice University en UC Santa Barbara hebben een eenvoudigere en groenere manier ontwikkeld om syngas te maken.

Een studie over hun werk is vandaag gepubliceerd in Natuur Energie .

Syngas (de term is een afkorting voor "synthesegas") is een mengsel van koolmonoxide- en waterstofgassen. Het wordt gebruikt om ammoniak te maken, methanol, andere industriële chemicaliën en brandstoffen. Het meest gebruikelijke proces voor het maken van syngas is kolenvergassing, die stoom en zuurstof (uit lucht) gebruikt bij hoge temperaturen, een proces waarbij grote hoeveelheden koolstofdioxide vrijkomen.

Nog een milieuvriendelijke manier om syngas te maken, genaamd methaan droog hervormen, houdt in dat twee krachtige broeikasgassen reageren:methaan (bijvoorbeeld uit aardgas) en koolstofdioxide. Maar dat proces wordt niet veel gebruikt op industriële schaal, mede omdat er temperaturen van minimaal 1 nodig zijn 300 graden Fahrenheit (700 graden Celsius) om de chemische reactie te starten.

In het afgelopen decennium is onderzoekers hebben geprobeerd het proces voor het maken van syngas te verbeteren met behulp van verschillende metaallegeringen die de vereiste chemische reactie bij lagere temperaturen zouden kunnen katalyseren. Maar de tests waren ofwel inefficiënt of resulteerden in het feit dat de metaalkatalysatoren bedekt waren met cokes, een residu van voornamelijk koolstof dat zich tijdens het proces ophoopt.

In het nieuwe onderzoek ingenieurs vonden een geschiktere katalysator:koper met een paar atomen van het edelmetaal ruthenium blootgesteld aan zichtbaar licht. Gevormd als een kleine bult met een diameter van ongeveer 5 nanometer (een nanometer is een miljardste van een meter) en liggend op een metaaloxidedrager, de nieuwe katalysator maakt een chemische reactie mogelijk die selectief syngas produceert uit de twee broeikasgassen met behulp van zichtbaar licht om de reactie aan te drijven, zonder dat er extra thermische energie nodig is.

In aanvulling, in principe, het proces vereist alleen geconcentreerd zonlicht, wat ook de ophoping van coke voorkomt die eerdere methoden plaagde.

"Syngas wordt alom gebruikt in de chemische industrie om veel chemicaliën en materialen te maken die ons dagelijks leven mogelijk maken, " zei Emily Carter, een UCLA onderscheiden hoogleraar chemische en biomoleculaire engineering, en een corresponderende auteur van het artikel. "Het opwindende aan dit nieuwe proces is dat het de mogelijkheid biedt om opgevangen broeikasgassen te reageren - waardoor de koolstofemissies naar de atmosfeer worden verminderd - terwijl deze kritieke chemische grondstof wordt gecreëerd met behulp van een goedkope katalysator en hernieuwbare energie in de vorm van zonlicht in plaats van fossiele brandstoffen. "