Dunne film van molybdeensulfide

Je kunt met enkellaags molybdeensulfide goedkoper waterstof produceren dan met de huidige platinakatalysatoren. Dit schrijven onderzoekers van de North Carolina State University in Nano Letters. Molybdeensulfide is minder efficiënt dan platina, maar dat weegt niet op tegen het prijsverschil.

Vreemd genoeg bleek dat enkellaags molydeensulfide (MoS2) effectiever is dan dubbel- of drielaags MoS2. De katalysator werd bij het toevoegen van een laag ongeveer vijf keer minder efficiënt. Dit druist in tegen het geloof van heterogene katalyse-experts dat een groter contactoppervlak een snellere reactie veroorzaakt.

De Amerikanen denken dat dit komt door elektronenbeweging. Tijdens het proces geeft de katalysator een elektron aan een proton (H+). Dit elektron komt van een elektrode waar de katalysator op zit. Het verplaatsen van een elektron van deze elektrode naar het oppervlak zou makkelijker gaan als er maar één laag is waar deze doorheen moet. “Tot nu lag de focus bij het maken van een katalysator vaak op grote oppervlakken. Ons onderzoek geeft aan dat er misschien meer gelet moet worden op de geleidbaarheid van een katalysator,” stelt Linyou Cao, hoofdauteur van het artikel.

De onderzoekers maken een enkellaags katalysator door zwavel- en molybdeenchloridepoeder samen te verhitten tot 850 °C. In de dampfase reageren deze met elkaar tot molybdeensulfide, dat de wetenschappers vervolgens als een dunne laag deponeerden op een substraat, waarbij een grafeenachtige honingraatstructuur ontstaat. De methode voorkomt uit zichzelf het vormen van een tweede laag. De Amerikanen bedachten deze methode vorig jaar zelf.

Bron: North Carolina State University

Onderwerpen