IJzer nanodeeltjes verpakt in koolstof.

De elektrolyse van water kan veel sneller als je haar katalyseert met nanodeeltjes van ijzer in een kooi van koolstof. Finse onderzoekers melden in Angewandte Chemie dat ze deze katalysator in één stap maken en dat hij lang meegaat.

Voor een efficiënte elektrolyse van water zijn katalysatoren nodig die elektronen aanleveren. In de waterstofproductie zoeken ze al lang naar een katalysator om het dure platina te vervangen.

Nanodeeltjes van verschillende metalen zijn al eens gecoat in een laagje koolstof om aan deze wens te voldoen. De koolstof zorgt er namelijk voor dat de nanodeeltjes niet degraderen onder invloed van zuurstof. Helaas beïnvloedt een te dikke laag koolstof al snel het katalytisch vermogen van het metaal. Daarom hebben Kari Laasonen en zijn collega’s op de Aalto University ijzerdeeltjes met één enkel laagje koolstof bekleed. De bolletjes werden aan koolstof nanobuizen vastgemaakt om voor stabiliteit te zorgen.

De katalysator en de nanobuizen maak je in één stap. Bij 1100°C kun je ferroceen ontleden tot ijzer nanodeeltjes. Door de introductie van etheen en koolstofdioxide ontstaat er een laagje koolstof om deze deeltjes. Ditzelfde etheen vormt ook de nanobuizen. De onderzoekers denken dat grote ijzerdeeltjes dit laatste katalyseren.

In vergelijking met de klassieke platina katalysator doen de bolletjes het erg goed. Zelfs na duizend reacties werkte het ijzer gewoon door. Ook de elektrische eigenschappen van deze katalysator zijn beter dan platina, dus het lijkt erop dat een goedkoop alternatief is gevonden.