[PWC-MEDIA] Persbericht: Platina maakt nitriet onschadelijk
- From: "BB - Wetenschapsvoorlichting" <wetenschap@xxxxxxxxxxxxxxxx>
- To: <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
- Date: Thu, 16 Dec 2010 15:28:10 +0100
Universiteit Leiden, 16 december 2010
Platina maakt nitriet onschadelijk
Voor het eerst is een katalysator gevonden die bij kamertemperatuur nitriet
afbreekt tot zuiver stikstofgas. Promovendus Matteo Duca van het Leids
Instituut voor Chemisch Onderzoek ontdekte dit effect op een speciaal soort
oppervlak van platina. Nanodeeltjes platina kunnen misschien massaproductie
mogelijk maken.
Afbraak nitriet en nitraat
Nitriet (NO2-) is een bekende afvalstof in mest en rioolwater. Dieren (en
mensen) produceren in hun lichaam nitriet uit nitraat (NO3-) en scheiden het
uit via de urine. In de natuur breken bacterieën nitriet en nitraat af tot
stikstof (N2), het onschadelijke gas waar lucht voor 80% uit bestaat. Dit is
een gecompliceerd proces, waar een aaneenschakeling van enzymen aan te pas
komt. Rioolwaterzuiveringsinstallaties gebruiken bassins met bacterieën om
nitraat en nitriet af te breken.
Platina werkt als katalysator
Toch is men ook nog op zoek naar een niet-biologische katalysator die efficient
en zonder schadelijke bijproducten nitriet afbreekt. Matteo Duca, promovendus
in de groep van Marc Koper, hoogleraar Katalyse en Oppervlaktechemie, ontdekte
dat een speciaal soort platina deze taak aankan. Hij publiceerde deze methode
in het gezaghebbende vakblad Journal of the American Chemical Society. Platina
is zeker geen onbekende: het zit onder meer in de driewegkatalysator in de
uitlaat van auto's, waar het stikstofoxide (NO), een molecuul vergelijkbaar met
nitriet, afbreekt tot N2. Maar dat werkt alleen bij honderden graden celsius.
Platina werkt als katalysator, omdat het gretig gasmoleculen op zijn oppervlak
adsorbeert. Samengepakt op dat oppervlak, gaan gasmoleculen sneller reacties
aan dan in de gasfase.
Beheersen van het elektrisch spanningverschil
Om in water opgelost nitriet af te breken, is een elektrisch spanningverschil
(potentiaalverschil) nodig tussen vloeistof en een platina elektrode. Dat kost
wat energie, maar is ook een voordeel. Duca: 'Door het potentiaalverschil te
beheersen, zorg je er juist voor dat nitriet alleen wordt omgezet in
stikstofgas. Andere processen kunnen ook nitriet afbreken, maar daarbij komt
tevens ammonia (NH3) vrij, en de limiet voor ammonia in oppervlaktewater is nog
lager dan die voor nitriet.'
Platina nanodeeltjes goedkoper en efficienter
De katalyse werkt alleen op een zogeheten (100)- oppervlak van monokristallijn
platina. Platina-atomen zitten in metaal in een kristalrooster, een stapeling
van identieke eenheidsblokjes. In verschillende zijvlakken van het
eenheidsblokje liggen de platina-atomen verschillend ten opzichte van elkaar
gerangschikt. In een monokristal - een perfect kristal waarin alle blokjes
dezelfde oriëntatie hebben - zal daarom elk buitenoppervlak als geheel een
verschillende rangschikking van atomen vertonen. Dit kan een ingrijpend effect
hebben op de adsorptie en dus de chemische reacties op het oppervlak. De
richting van een vlak door een driedimensionaal kristal laat zich vastleggen
met drie cijfers, in dit geval dus (100). In zo'n (100)-oppervlak zitten de
platina-atomen gerangschikt als velden op een schaakbord, dwz met een
vierkantssymmetrie. Duca: 'Dit soort platina elektrodes zijn te duur voor
massa-productie, maar we hebben een geschikt reactiekanaal gevonden. We denken
nu aan het maken van kubusvormige platina nanodeeltjes. Die kubusjes zijn aan
alle kanten gelijk aan de "schaakbord elektrode" die we nu gebruiken, maar door
hun kleine afmetingen maken ze veel efficienter gebruik van het dure platina en
zijn ze dus veel goedkoper.'
----------------------------------
Noot voor de pers, niet voor publicatie
Meer informatie:
Matteo Duca
+31 (0)71 527 4452
m.duca@xxxxxxxxxxxxxxxxxx <mailto:m.duca@xxxxxxxxxxxxxxxxxx>
Other related posts:
- » [PWC-MEDIA] Persbericht: Platina maakt nitriet onschadelijk - BB - Wetenschapsvoorlichting
