Onregelmatigheden in industriële katalysatoren kunnen de omzetting van ruwe aardolie remmen. Dat concluderen scheikundigen van de Universiteit Utrecht. Zij maakten voor het eerst een gedetailleerd stratenplan van de binnenkant van een veelgebruikte katalysator die onder andere gebruikt wordt voor de productie van benzine en kerosine. Zij ontdekten dat veel 'straten' doodliepen. Hun bevindingen kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe en betere katalysatoren voor de chemische industrie. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.
Samen met verscheidene internationale onderzoeksgroepen bestudeerden prof. Bert Weckhuysen en aio’s Lukasz Karwacki en Marianne Kox zogeheten zeolieten. Deze katalysatoren zien er uit als kaas vol met gaten van moleculaire afmetingen. Zeolieten worden in de (petro)chemische industrie ingezet om ruwe aardolie om te zetten in brandstoffen als kerosine en benzine. Ruwe aardolie wordt hierbij door minutieuze kanaaltjes in de katalysator geleid, en daar in stukjes geknipt. Dit proces heet kraken. Een lang aardoliemolecuul wordt dan opgeknipt in bijvoorbeeld benzinemoleculen. De onderzoekers ontdekten echter dat niet alle kanaaltjes even goed toegankelijk zijn.
Doodlopende straatjes
Met een combinatie van verschillende geavanceerde microscopische technieken maakten de onderzoekers een soort stratenplan. Een groot aantal van de straten in de zeolieten bleek niet netjes rechtdoor te lopen. Deze afwijking in de ordening van de kanalen zorgt ervoor dat de katalysator niet optimaal functioneert. “De moleculen komen als het ware terecht in een doodlopende straat van het zeolietkristal en kunnen alleen nog maar proberen om te keren”, zegt Bert Weckhuysen, hoogleraar Katalyse aan de Universiteit Utrecht. “Dat lukt niet, want achter hen staat al een file van moleculen. Hierdoor worden de katalytische mogelijkheden van een zeolietkristal helaas slechts ten dele benut.”