Nieuws

Kunstmest maken met koperzinkkatalysator

27 september, 2023

Kunstmest maken met koperzinkkatalysator

Beeld: By Biswarup Ganguly - Own work
Eindhovense onderzoekers gebruiken elektrokatalyse op een koper- en zinkoxidekatalysator om de kunstmeststof ureum te maken uit twee afvalproducten.

Ureum is een veelgebruikte kunstmeststof die meestal gemaakt wordt uit ammoniak en CO2 met thermische katalyse. Door de benodigde hoge temperaturen heeft dit proces echter ook een hoge CO2-emissie. Een alternatieve methode is elektrokatalyse. Een team onderzoekers van de TU Eindhoven gebruikt nu elektrokatalyse om afvalproducten nitraat en CO2 te combineren tot ureum, een complex molecuul dat waardevoller is voor de industrie dan ammoniak. Ze publiceerden hun resultaten in Communications Chemistry.

De onderzoekers bestudeerden een bimetallisch systeem van CuOxZnOy met verschillende CuO en ZnO verhoudingen. Een 50-50 verhouding CuO en ZnO bleek de hoogste activiteit en selectiviteit te geven voor ureumproductie. Volgens auteur Dimitra Anastasiadou was de analyse van het gegenereerde ureum een grote uitdaging. ‘Het was een waterig medium met koolstofverbindingen en stikstofverbindingen dat ik met uv-vis bestudeerde. Om de hoeveelheid ureum te analyseren moest ik eerst de hoeveelheid ammoniak in het systeem bepalen, dan een enzym gebruiken om het ureum weer om te zetten in ammoniak en vervolgens dezelfde bepaling te doen, zodat ik uit het verschil de hoeveelheid product kon berekenen. Het was efficiënter geweest als ik een krachtigere NMR had kunnen gebruiken, maar ik moest het zo oplossen.’

Volgens Anastasiadou is hun proces niet bedoeld om het Haber-Bosch proces voor ammoniakproductie te vervangen. ‘Dit is meer geschikt voor specifieke locaties waar zich akkerbouw bevindt vlakbij industrie of afvalwater met een hoge nitraatconcentratie. De uitdaging is dan om het afvalwater te filteren op andere metalen of nutriënten, omdat die de katalysator kunnen vergiftigen. Daarnaast heb je een elektrochemische cel voor industriële applicaties nodig om de efficiëntie te verbeteren.’ Voordat ze naar dat soort praktische toepassingen kunnen kijken, moeten de onderzoekers stabiliteitstesten doen en een scheidingsproces kiezen voor het uiteindelijke mengsel van ureum en ammoniak.

De onderzoekers focussen voorlopig op het begrijpen van de katalysator. ‘We richten ons op waarom en hoe het koper- en zinkoxide de reactie katalyseren. Werkt de combinatie beter omdat we twee metalen combineren of is er een synergetisch effect? Wat is de actieve fase en wat zijn de tussenproducten? We werken nu aan een vervolgpublicatie waarin we dieper ingaan op waarom deze katalysator werkt en wat het reactiepad is.’

Anastasiadou et al. (2023) Communications Chemistry https://doi.org/10.1038/s42004-023-01001-5

 
Jessica Vermeer
Jessica Vermeer 27 september 2023

Nog geen opmerkingen

C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.