Goedkoop alternatief voor platina geeft waterstofeconomie nieuwe impuls
14 mei 2012Arjen Dijkgraaf
Uiterst dunne nanovelletjes van nikkelmolybdeennitride splitsen water bijna net zo goed als platina. Terwijl ze een factor 1.000 goedkoper zijn, claimen onderzoekers van Brookhaven National Laboratory (VS) in Angewandte Chemie.
Dat platina geldt tot nu toe als de beste katalysator voor het afsplitsen van waterstof tijdens de elektrolyse van water. Het edelmetaal bindt waterstof precies sterk genoeg. Probleem is dat het nu al bijna onbetaalbaar is, en dat je je gerust kunt afvragen of er wel voldoende atomen van op de wereld zijn om de droom van een ‘waterstofeconomie’ überhaupt mogelijk te maken.
James Muckerman en collega’s probeerden dus hetzelfde te bereiken met een combinatie van twee niet-edele metalen waarvan er eentje te sterk bindt, en de ander juist te zwak. Een combinatie van nikkel en molybdeen leek ongeveer de juiste elektronendichtheid op te kunnen leveren, maar presteerde in de praktijk nog net niet goed genoeg. Vandaar dat ze de metallegering probeerden te optimaliseren door er wat stikstof doorheen te mengen.
Behandeling met ammoniak bij hoge temperatuur leidde inderdaad tot opname van stikstof in het metaalrooster, en een elektronendichtheid die heel dicht bij die van platina komt. Maar het had ook een onverwacht effect: er vormden zich geen nanobolletjes, maar vrijwel tweedimensionale velletjes van slechts een paar atomen dik.
Het reactieve oppervlak per gram materiaal wordt hierdoor vele malen hoger dan je van bolletjes verwacht, waardoor de katalysator extra actief wordt.
Volgens Muckerman moet het niet moeilijk zijn om de nanovelletjes op industriële schaal te produceren.
