Twee promotieprijzen voor onderzoek naar elektrochemische reacties
Om de technologie voor de energietransitie te kunnen verbeteren, is het essentieel om het proces van elektrochemische reacties goed te begrijpen. Brandstofcelauto's bijvoorbeeld, rijden op van waterstof geproduceerd door de elektrolyse van water. Mariana Monteiro deed fundamenteel onderzoek naar dit proces en won met haar proefschrift twee prijzen.
‘Als we de transport- en industriesector willen verduurzamen, moeten we nieuwe technologieën blijven ontwikkelen’, zegt Monteiro. ‘We gaan als samenleving momenteel door een energietransitie waarbij we proberen duurzame technologieën te ontwikkelen voor deze sectoren.’ Elektrochemische reacties maken deel uit van die oplossing, bijvoorbeeld in brandstofcelauto's. Dit type auto rijdt niet op benzine of diesel en stoot daardoor geen CO2 uit, maar alleen waterdamp.
Deze op waterstof rijdende auto’s werken op basis van een interne reactie. Pure waterstof (H2) wordt toegevoerd aan de anode van een brandstofcel, waar een katalysator het splitst in protonen (H+) en elektronen (e-). De protonen gaan door een membraan om zich te verbinden met zuurstof (O2) uit de lucht. Die produceren water, terwijl de elektronen door een circuit gaan dat elektriciteit opwekt om de wielen te laten draaien. ‘Fundamenteel onderzoek naar deze reactie kan helpen om deze en andere technologieën vooruit te helpen en (financieel) concurrentiekrachtig te maken.’
Een proefschrift met impact
Monteiro wijdde haar promotieonderzoek aan het doorgronden van belangrijke elektrochemische reacties die nuttig kunnen zijn voor de energietransitie. Ze bestudeerde de productie van waterstof uit water, en de omzetting van CO2 in koolmonoxide. ‘Mariana heeft het talent om verschillende technieken op heel succesvolle en efficiënte wijze bij haar onderzoeksvragen te betrekken’, zegt haar promotor Marc Koper. ‘Daarmee dringt ze door tot de essentie van de zaak.’
Haar doortastend onderzoek werd beloond. Ze creëerde impact op verschillende gebieden van de elektrokatalyse. Monteiro deed waarnemingen die niet alleen vanuit experimenteel oogpunt fundamenteel zijn, maar ook voor het simuleren en opschalen van de processen. Ze droeg zelfs bij tot het openen van een nieuwe onderzoekslijn in CO2-elektrolyse. ‘Mariana’s proefschrift is uniek omdat het in detail laat zien hoe cruciaal de electoliet fase is in het elektrochemisch reduceren van CO2’, aldus Koper.
Twee grote prijzen en haar eigen onderzoeksgroep
Koper nomineerde haar onderzoek voor twee grote prijzen. Monteiro kreeg ze beide. ‘Mijn proefschrift ontving de jaarlijkse Amcel PhD Award en de KNCV-DCS Award van de Dutch Catalysis Society.’ Deze DCS-prijs gaat elke twee jaar naar het beste proefschrift van een Nederlandse of Belgische universiteit. ‘Het voelt als een enorme beloning. Het is fijn om te weten dat al het harde werk dat je vier jaar lang hebt gedaan heeft geleid tot wetenschappelijke vooruitgang en resultaten die daadwerkelijk impact hebben.’ Monteiro is de vierde Leidse winnaar sinds de eerste editie in 1989. ‘Eerdere winnaars zijn nu hoogleraar of industrie bobo’s. Een mooie erkenning voor zowel Mariana als voor mijn groep’, aldus Koper.
Na haar promotie ging Monteiro als postdoc naar het Fritz Haber Instituut in Berlijn. ‘Na negen maanden kreeg ik een beurs van de Max Planck Society. Ik begin nu mijn eigen onderzoeksgroep op de afdeling. Ik kan niet wachten om mijn eigen projecten en ideeën te verkennen met mijn studenten!’
