Elementair boor is een zeldzaam efficiënte fotokatalysator voor de reductie van koolstofdioxide. Mede omdat het in de zon gloeiend heet wordt, schrijven Chinese onderzoekers in een hot paper (jawel!) in Angewandte Chemie.

Het idee van zo’n fotokatalysator is dat hij de reactie bevordert tussen CO₂ en H₂, dat je bijvoorbeeld genereert door elders water te splitsen. Het product is een mix van CO en CH₄. Als energiebron dient zon- of ander licht, en dat dat de katalysator opwarmt is geen verrassing maar ook niet per se de bedoeling.

De in Japan werkzame Jinhua Ye en haar collega’s melden nu dat die opwarming bij amorf, poedervormig boor juist heel goed uitpakt. Het materiaal absorbeert het overgrote deel van het zonnespectrum in het uv- en het zichtbare gebied, en neemt zelfs een beetje van het nabije infrarood mee. Als je het niet actief koelt kan de temperatuur in de zon oplopen tot zo’n 400 °C.

Als het boor dan CO₂ adsorbeert wordt dat ook opgewarmd, wat de reactiviteit verhoogt. Maar het wordt pas echt interessant als je er H₂O aan toevoegt in plaats van H₂. Door de hoge temperatuur gaat dat water het boor hydrolyseren, waardoor het zijn eigen H₂ vormt. Daarnaast ontstaat boorhydroxide oftewel boorzuur (zie de illustratie). Je zou verwachten dat dat B(OH)₃ een afschermend laagje vormt op het booroppervlak zodat de katalytische werking verloren gaat, maar bij deze temperatuur blijkt het gewoon te verdampen - de auteurs zagen het neerslaan op de koude wanden van de meetcel.

Op het oppervlak blijven wel spoortjes booroxide plakken. Maar die bevorderen de adsorptie van CO₂ en doen zo de efficiëntie van het geheel nog verder oplopen.

De auteurs stellen terecht dat H₂O een stuk gemakkelijker en veiliger werkt dan H₂, zeker onder industriële condities. Dat het boor zelf wordt omgezet en dus niet echt voldoet aan de definitie van een katalysator, mag de lezer voor zichzelf concluderen.

Hoe je industriële hoeveelheden boorzuur hergebruikt of weer in boor omzet, en vooral hoe gemakkelijk/moeilijk/energieverslindend/verkoopbaar dat is, staat er helaas ook niet bij.

bron: Wiley