Charlotte Vogt
Je noemt jezelf spectroscopist, kun je dat uitleggen?
Ik gebruik spectroscopie in mijn promotieonderzoek. Dat houdt in dat ik verschillende soorten licht gebruik om naar moleculen en materialen te kijken. Op deze manier onderzoek ik wat er nou precies met moleculen gebeurt wanneer ze reageren met materialen. Met katalysatoren, in mijn geval.
Betekent dat dat je nooit in het laboratorium staat?
Juist wel, dat is waar die apparaten staan. Dat is een fysisch chemisch laboratorium, niet een ‘wet lab’ zoals ze dat noemen, waar je een labjas aan moet en stoffen weegt en mengt. Dat soort onderzoek trekt me minder, dus ik probeer ervoor te zorgen dat ik meer bezig ben met spectroscopie. En ik maak ook veel gebruik van deeltjesversnellers. Die hebben ze niet overal, dus ik ben daardoor veel op reis. Dat is leuk, ja, maar ook echt hard werken. Je krijgt een aantal dagen beamtime, tijd waarin je de deeltjesversneller kunt gebruiken. Dus in die tijd slaap je niet veel en ben je alleen maar aan het meten.
Wat doe je precies met die synchrotron, de deeltjesversneller?
Een synchrotron stuurt geladen elementaire deeltjes, elektronen, met een heel hoge snelheid door een buis, die de vorm heeft van een cirkel. Omdat deze deeltjes worden afgebogen ontstaat licht, of fotonen. Dit intense licht laten we op een katalysator schijnen en we kunnen dan kijken hoe de katalysator precies is samengesteld en werkt.
Wat moet ik me voorstellen bij de ‘nanofilmpjes’ die je maakt?
Katalysatoren zijn heel klein, en zeker het deel ervan dat het echte werk doet. Dat deel noem je de active site en is echt soms maar een nanometer, een miljardste meter, of kleiner. Ik probeer er achter te komen wat precies die actief plaats active site is in katalysatoren, zodat je kunt zorgen dat die uiteindelijk beter werken. Het is niet zo dat we een echte filmcamera hebben en een filmpje maken. Dat kan spijtig genoeg nog niet. In plaats daarvan kijken we hoe een katalysator verandert over een bepaalde tijd. Je kunt bijvoorbeeld iets aan de reactieomstandigheden veranderen en kijken hoe het katalysatormateriaal daarop reageert. Zo kun je verschillende katalysatoren vergelijken. Daardoor maak je niet een plaatje, maar je kunt wel heel veel informatie verkrijgen over hoe een katalysator werkt.
Waar is het ontwerp van die CO2-katalysatoren die je onderzoekt op gebaseerd?
Er is een specifieke CO2-katalysator waar we al heel lang van weten dat hij dit kan, die is al meer dan 100 jaar geleden ontdekt. Daarmee kun je CO2 met waterstof omzetten naar methaan. We zijn nu op zoek naar andere en betere katalysatoren, die ook waterstof en CO2 aan zich kunnen binden en omzetten in methaan. Een hoop metalen kunnen dat, maar een groot deel is heel erg duur: platina en palladium bijvoorbeeld. We kijken echter naar niet-edelmetalen, zoals nikkel, ijzer, koper en kobalt, en proberen op deze manier CO2 niet enkel om te zetten naar methaan, maar ook naar andere nuttige moleculen. Deze zoektocht is niet enkel van fundamenteel belang, maar geeft ook de mogelijkheid om belangrijke chemische bouwstenen te maken voor de chemische industrie.