Christiaan Huygens

2006-Natuurkunde:


• Dr. Ir. Bas L.M. Hendriksen (Doetinchem, 1974) voor zijn dissertatie 'Model catalysts in action – high-pressure scanning tunneling microscopy' op 20 februari 2003 verdedigd aan de Universiteit Leiden.

Beschrijving dissertatie:
Een katalysator maakt bepaalde chemische reacties mogelijk, die zonder katalysator te langzaam of helemaal niet zouden verlopen. De meest algemeen bekende katalysator is de autokatalysator, die schadelijke uitlaatgassen, zoals het giftige koolmonoxide, omzet tot minder schadelijke gassen. In het multidisciplinaire vakgebied surface science bestuderen schei- en natuurkundigen de structuur van metaaloppervlakken, die model staan voor (heterogene) katalysatoren, en de chemische  reacties tussen gassen die plaatsvinden aan deze oppervlakken. Om technische redenen worden de experimenten vrijwel altijd uitgevoerd bij ultralage gasdrukken -een miljardste van de luchtdruk- en vaak bij lage temperaturen. En dat, terwijl praktische katalysatoren zoals in een auto of in de chemische industrie nu juist werken boven atmosferische gasdruk en bij temperaturen van enkele honderden graden Celsius. Het werk beschreven in het bekroonde proefschrift slaat een brug tussen de fundamentele surface science experimenten en toegepaste katalyse door katalytische oppervlakken te bestuderen onder, voor de toepassing, zo realistisch mogelijke omstandigheden. Hiervoor integreerde Hendriksen een zogenaamde scanning tunnel microscoop in een miniatuur reactor. Dit unieke instrument maakte het Hendriksen mogelijk om als eerste een metaaloppervlak te 'filmen' op de moleculaire schaal terwijl deze als katalysator zijn werk deed in een gasstroom bij atmosferische druk en hoge temperatuur. Op deze manier ontdekte hij dat oppervlakken tijdens katalytische reacties voortdurend van structuur en samenstelling veranderen en dat daardoor ook de katalytische activiteit sterk varieert. Een voorbeeld hiervan is het oxideren van een platina oppervlak dat een verrassend positief effect blijkt te hebben op de katalytische prestaties. Dit proefschrift heeft een belangrijke impuls gegeven aan onderzoek in de katalyse. Het heeft geleid tot nieuw inzicht in de werking van katalysatoren onder praktische procesomstandigheden en heeft bijgedragen aan de huidige, grote interesse in de katalytische rol van edelmetaaloxides.