Knutselen met atomen

Door de samenstelling van moleculen te veranderen kan de ene stof in de ander omgezet worden en met een katalysator gaat dit beter. Shell-onderzoekers zoals Annemarieke maken katalysatoren in een zogenoemde katalysekeuken. Het is een beetje zoals koken. Door de juiste combinatie van ingrediënten en een goede oven te gebruiken krijg je de beste katalysator. Geen 100% bureaubaan. “Ik ben veel in het lab bezig. Ik vind het leuk om iets te maken en dan te kijken of het werkt en verder te optimaliseren. “

Wat heb je in je hand?

“Met deze schroef drukken we katalysatorpasta, een soort keramische klei, door kleine gaatjes heen. Dit noemen we extruderen. In de pasta zitten meestal metalen, zoals ijzer of zilver, die de katalysator actief maken. De spaghettivormige slierten die je met extruderen krijgt bakken we in een oven tot ze hard zijn. Vervolgens breken we de slierten in kleine stukjes en dat is dan de uiteindelijke katalysator.”

Aan welke oplossing werk je mee?

“Het gebruik van een katalysator heeft verschillende voordelen. De activiteit van een katalysator zorgt ervoor dat een proces sneller verloopt. De selectiviteit van een katalysator zorgt ervoor dat er minder bijproducten gemaakt worden die we weg moeten gooien en dat er minder proceskosten zijn. Doordat een katalysator een proces efficiënter maakt heb je een schoner productieproces, wat bijvoorbeeld minder CO₂-uitstoot betekent. “

Wat doe jij precies? En waarom?

“In ETCA’s katalysekeuken maak ik katalysatoren voor het GTL-proces. In Qatar staat de grootste fabriek ter wereld voor GTL-producten. Die fabriek heeft wel 50 verschillende katalysatoren op verschillende plekken in het proces. Ik werk voornamelijk aan de ontwikkeling en optimalisatie van de katalysator die de koolstofatomen (C-atomen) van methaangas aan elkaar koppelt. Een methaangasmolecuul bestaat uit 1 C-atoom. Als je deze C-atomen aan elkaar koppelt tot ketens van 5 tot 12 C-tjes dan krijg je benzine. Kerosine en diesel zijn ketens van 12 tot ongeveer 18 koolstofatomen. Bij langere koolstofketens krijg je smeermiddelen en bij nog langere ketens paraffine, een soort was dat op kaarsvet lijkt. Shell verkoopt de paraffine aan fabrikanten die er bijvoorbeeld schoonmaakmiddelen of plastics (PE) mee maken.”

“Optimaliseren van katalysatoren blijft dus nodig. Als we in ETCA helemaal tevreden zijn over een nieuwe katalysator gaan we deze proberen te maken op grote schaal in een fabriek. Als alles goed gaat, komt de nieuwe katalysator uiteindelijk in productie.”

Wat heeft de consument eraan?

“Nu werken we nog met aardgas als bouwstenen. Straks kunnen we dankzij ons onderzoek steeds meer CO2 als grondstof gebruiken voor dezelfde producten, waaronder kerosine en benzine. Dan ga je de CO2 een soort van recyclen. Hiervoor hebben we natuurlijk wel weer nieuwe katalysatoren nodig. Daar zijn we al mee bezig in onze afdeling.”