In een belangrijke doorbraak hebben ingenieurs van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie aangetoond hoe wolfraamoxide kan worden gebruikt als katalysator bij verschillende duurzame chemische conversies. Deze ontdekking biedt een enorm potentieel voor de ontwikkeling van nieuwe, milieuvriendelijke processen bij de productie van brandstoffen, chemicaliën en farmaceutische producten.

Katalysatoren spelen een cruciale rol in chemische reacties, waardoor deze sneller en efficiënter kunnen plaatsvinden. Traditioneel zijn katalysatoren gebaseerd op dure en schaarse metalen zoals platina, rhodium en palladium. Deze metalen zijn niet alleen beperkt verkrijgbaar, maar vormen ook een uitdaging voor het milieu vanwege hun toxiciteit.

Het onderzoeksteam, geleid door SLAC-wetenschapper Yiyang Li, concentreerde zich op wolfraamoxide, een verbinding die overvloedig aanwezig is en milieuvriendelijk is. Door de structuur en samenstelling ervan te manipuleren, waren ze in staat wolfraamoxide om te zetten in een zeer efficiënte katalysator voor verschillende belangrijke chemische reacties, waaronder de productie van waterstof, de verwijdering van kooldioxide en de synthese van farmaceutische producten.

Een opmerkelijke prestatie van het team was de ontwikkeling van een wolfraamoxidekatalysator voor de omzetting van kooldioxide in ethanol, een hernieuwbare brandstof. Dit proces omvat het opvangen van koolstofdioxide uit industriële emissies of de atmosfeer en het omzetten ervan in een waardevol product.

"Ons werk toont aan dat wolfraamoxide een veelzijdige katalysator kan zijn voor een reeks duurzame chemische transformaties", zegt Li. "Deze ontdekking opent nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van milieuvriendelijke processen die onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen kunnen verminderen en de CO2-uitstoot kunnen verminderen."

De onderzoekers gebruikten een combinatie van geavanceerde karakteriseringstechnieken, theoretische berekeningen en experimentele methoden om gedetailleerd inzicht te krijgen in de structuur, eigenschappen en reactiviteit van wolfraamoxidekatalysatoren. Dankzij dit inzicht konden ze de katalysatoren voor specifieke toepassingen ontwerpen en optimaliseren.

De bevindingen gerapporteerd in het tijdschrift Nature Communications vormen een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van duurzame katalyse. Door het potentieel van overvloedige en milieuvriendelijke materialen zoals wolfraamoxide te benutten, kunnen wetenschappers de weg vrijmaken voor groenere en efficiëntere chemische processen, die bijdragen aan een duurzamere toekomst.