Live zien hoe nikkel een katalysator vergiftigt

Aan het onderzoek van chemicus Bert Weckhuysen lees je de toekomst van de chemische industrie af. Dat onderzoek richt zich op katalysatoren, stoffen die chemische reacties efficiënter laten verlopen. Weckhuysen is internationaal vermaard door zijn technieken om katalysatoren 3D in beeld te brengen en hun werking in de tijd te kunnen volgen. “We hebben nu bijvoorbeeld tijdens het kraken van aardolie live gezien hoe een katalysator vergiftigd – onwerkzaam – raakt door metalen als nikkel en vanadium, en dan zijn werking verliest. Nu kunnen we gerichter oplossingen bedenken”, zegt Weckhuysen aan de telefoon. Met zijn groep aan de Universiteit Utrecht probeert hij chemische processen op basis van aardolie en aardgas efficiënter te maken. Door bestaande katalysatoren gericht aan te passen. Of door hele nieuwe katalysatoren toe te passen.

Maar aardolie is duur geworden, en de chemische industrie zoekt naar alternatieven. Biomassa bijvoorbeeld. De komende decennia verrijzen er fabrieken die stro, olifantsgras, maisstengels en ander niet-eetbaar plantaardig materiaal tot brandstof of basischemicaliën verwerken. De afbraak van die biologische materialen tot kleinere, voor veel doeleinden bruikbare toepassingen is de tweede onderzoekslijn van Weckhuysen en zijn groep. Ze richten zich op lignine. Dat is de stof die als een soort lijm de cellulosevezels in planten bij elkaar houdt. Lignine is lastig te bewerken. De bedoeling is om lignine om te zetten in bouwstenen voor plastics, rubber en brandstoffen.

De derde lijn is het onderzoek aan zogeheten zonnebrandstoffen. Het doel is kunstmatige fotosynthese: uit water en CO2 chemische verbindingen maken die energie vastleggen.

Vorig jaar was al een oogstjaar voor Weckhuysen: diverse grote subsidies, internationale prijzen en mooie publicaties. In augustus publiceerde hij met zijn groep in het tijdschrift Nature Nanotechnology een nieuwe technologie met de zogeheten tastmicroscoop, die veel internationale aandacht opleverde. Normaal gesproken tast die microscoop met een scherpe naald een oppervlak af dat vervolgens in beeld wordt gebracht. Het lukte de Utrechtse groep om de zilveren naald van de microscoop mee laten doen aan een chemische reactie.

Een bestemming voor het Spinozageld heeft Weckhuysen nog niet. “Eerst wil ik nog wat genieten van het zondagskindgevoel dat ik nu heb.”