Ett nytt zeolitmaterial kan lösa bristen på diesel

Världens konsumtion av drivmedel förskjuts allt mer mot användandet av diesel på bekostnad av bensin. I en nyligen publicerad artikel i Nature Chemistry presenteras ett nytt poröst material som uppvisar unika egenskaper för att omvandla bensin direkt till diesel. Materialet har en enormt komplex atomstruktur som kunde bestämmas med hjälp av elektronmikroskopi.

Aluminosilikatet, som fått namnet ITQ-39, tillhör klassen zeoliter och har en porös struktur som gör att molekyler som är tillräckligt små kan transporteras genom materialet. På sin väg kan de reagera med andra molekyler och bilda en önskad produkt. Det nya materialet har kanaler av varierande storlek och form i olika riktningar. De olikformade kanalerna gör att beroende på i vilken riktning molekylen transporteras inuti materialet begränsas den på olika sätt.

ITQ-39 är det mest komplexa zeolitmaterialet som har upptäckts. Det karaktäriserades av en forskargrupp vid Stockholms universitet ledd av professor Xiaodong Zou genom att använda elektronkristallografi. Med hjälp av ett elektronmikroskop kan extremt små kristaller studeras, i det här fallet ner till ett par nanometer.  Det som gör ITQ-39 till ett så invecklat material är att det till skillnad från de flesta andra kristallina material inte är perfekt ordnad. Det studerade materialet har en typ av ordnad oordning. För att förstå materialet i minsta detalj krävs både en modell för hur atomerna sitter i de minimala ordnade områdena och en modell för hur dessa domäner sedan kopplas samman till kristaller. Denna oordning kan studeras med hjälp av högupplösande bilder tagna med ett elektronmikroskop för att sedan vara en grund för att skapa en modell för materialets atomstruktur. Detta är vad forskarna Tom Willhammar, Junliang Sun, Wan Wei, Peter Oleynikov, Daliang Zhang och Xiaodong Zou vid Stockholms universitet presenterar i det senaste numret av den vetenskapliga tidskriften Nature Chemistry.

Materialet, som har tillverkats av en forskargrupp ledd av professor Avelino Corma i Valencia, har visat sig vara en mycket bra katalysator för att omforma bensin till diesel. Detta är en process som har blivit allt viktigare i takt med att efterfrågan på diesel har ökat markant de senaste åren. Projektet finansieras av Vetenskapsrådet(VR), VINNOVA, Göran Gustafssons Stiftelse (KVA), och Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.

För mer information kontakta gärna: Xiaodong Zou, Institutionen för Material och Miljökemi, Stockholms universitet, 08-162389 eller 0762168820, xzou@mmk.su.se
Artikelns titel: ”Structure and catalytic properties of the most complex intergrown zeolite ITQ-39 determined by electron crystallography” Nature Chemistry 2012 (DOI: 10.1038/NCHEM.1253)

Fakta Zeoliter:
Zeolit betyder på grekiska kokande sten. Zeoliter är ett samlingsnamn för en grupp naturliga och syntetiska mineral med en öppen kristallstruktur. De består i huvudsak av aluminiumsilikat och omfattar cirka 60 naturligt förekommande mineraler och ett hundratal syntetiska motsvarigheter. Zeoliterna innehåller mängder med nanometerstora porer och kanaler och kan användas som katalysatorer, jonbytare och som adsorbenter. Genom att zeoliterna genomkorsas av så många porer får de en kolossalt stor intern yta; ett gram av en zeolit kan ha ungefär lika stor yta som en halvfotbollsplan.