Met supercomputers kun je nu voorspellen welke zeolietstructuur je het beste kunt nemen om een gegeven industrieel proces te katalyseren. Zo bespaar je je zelf de moeizame synthese van zeolieten waar je niets aan hebt, schrijven Amerikaanse onderzoekers in Nature Communications.

Waarbij ze aantekenen dat er in theorie meer dan 330.000 zeolieten bestaan die thermodynamisch gesproken synthetiseerbaar moeten zijn, en dat er daarvan tot nu toe precies 213 daadwerkelijk zijn gesynthetiseerd. Sommige zeolieten zijn namelijk maanden werk.

Met behulp van de Mira-supercomputer van het Argonne-lab, een IBM-product met 786.432 parallelle processoren, zeggen Ilja Siepmann en Michael Tsapatsis (University of Minnesota) en Michael Deem (Rice University, Texas) nu redelijk efficiënt die theoretische zeolieten te kunnen screenen op praktische bruikbaarheid.

Ze hebben het uitgetest met twee industriële problemen: de scheiding van bio-ethanol en water met een zeoliet als molzeef, en de katalytische hydroisomerisatie van wasachtige alkanen (C₁₈-C₃₀) in de olieraffinage.

In het eerste geval kwam de computer met een paar silicastructuren op de proppen. In Tsapatsis’ lab hebben ze er een van gesynthetiseerd. Hij bleek het zó veel beter te doen dan eerder gebruikte zeolieten, dat je de ethanol/water scheiding in principe zou kunnen uitvoeren als één adsorptiestap in plaats dat je eerst een paar keer moet destilleren.

Ook voor de isomerisatie, waarbij je lineaire ketens omzet in vertakte met een andere viscositeit, vonden ze iets dat veel beter presteert dan de huidige generatie.

bron: University of Minnesota