Kinetische modellen vormen een nuttig hulpmiddel om fundamenteel inzicht te verschaffen voor de ontwikkeling van katalysatoren. Single-event microkinetische modellen (SEMK) is een veelzijdige strategie om complexe reacties te beoordelen met een beperkt aantal parameters. In het bijzonder voor de Fischer-Tropsch synthese hebben we met SEMK modelleren gefocust op het verklaren van de performantie van de individuele katalysatoren binnen een wijd bereik aan werkingscondities. In dit artikel hebben we de mogelijkheden van de SEMK modelleeraanpak uitgebreid om de invloed van variaties in de katalysatoreigenschappen zoals katalysatordescriptoren op de opbrengst van de gewenste component (nl. lichte olefines, C2-C4=) te onderzoeken. We onderzoeken de katalysator-descriptorruimte rond drie in de literatuur gerapporteerde ijzergebaseerde katalysatoren. De drie katalysatordescriptoren, namelijk de atomaire chemisorptie-enthalpieën van waterstof (QH), koolstof (QC) en zuurstof (QO) hebben in de SEMK modelleeraanpak een gecombineerd effect op de omzetting, terwijl de selectiviteit naar lichte olefines minder gevoelig bleek te zijn voor QO. Deze effecten kunnen gerationaliseerd worden op het vlak van relatieve oppervlaktebedekking van verschillende deeltjes, wat leidt tot verschillende dominante reactiepaden en dus ook in variaties van de productopbrengst. Gebruik makende van deze aanpak werd een “veelbelovende katalysator” geïdentificeerd met katalysatordescriptoren QH ≈ 234 kJ/mol, QC ≈ 622 kJ/mol en QO ≈ 575 kJ/mol, die leidt tot een opbrengst van 55% aan lichte olefines met een lagere vorming van methaan en lange-keten koolwaterstoffen.

Het volledige artikel is te vinden op https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721012195.