Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham stworzyli nowy typ katalizatora, który może zapewnić dostęp do zrównoważonych sposobów wytwarzania i wykorzystywania cząsteczek. Poza tym, mógłby on pełnić rolę ochronną dla metali szlachetnych.
Badacze opisali swoje dokonania na łamach Nature Communications, a publikacja sugeruje, że naukowcy połączyli w przypadku nowego katalizatora cechy, które wcześniej uważano za niemożliwe do pogodzenia. Poza tym, autorom badania udało się zaprojektować proces wytwarzania nanoklastrów metali na masową skalę.
Czytaj też: Ta membrana usuwa z wody 99,9% soli morskiej. Potrzebuje zaledwie kilku minut
Katalizatory można podzielić na homogeniczne oraz heterogeniczne. W pierwszym przypadku katalizator znajduje się w takiej samej fazie, co reagenty – w drugim natomiast reakcje zachodzą na powierzchni katalizatora. W większości przypadków konieczny był wybór jednej z dwóch opcji: bardziej selektywnego i aktywnego katalizatora homogenicznego, bądź trwalszego katalizatora heterogenicznego.
Nowy katalizator łączy w sobie cechy katalizatorów heterogenicznych i homogenicznych
Nowe nanoklastry składające się z atomów palladu zacierają tego typu podziały. Poza tym, wysokie zapotrzebowanie na katalizatory przekłada się na nadmierną eksploatację złóż złota, platyny i palladu. Z tego względu konieczne jest wykorzystywanie każdego atomu „na maksa”. W tym miejscu do akcji wkracza eksploatacja metali w formie nanoklastrów – możliwe jest również zmienianie właściwości metali, które wcześnie nie były dostępne.
Czytaj też: Jeden katalizator i dwie metody. W ten sposób będzie można przekształcić CO2 w paliwo
Używamy najbardziej bezpośredniego sposobu tworzenia nanoklastrów, po prostu wybijając atomy z metalu za sprawą wiązki jonów argonu – metoda ta jest nazywana rozpylaniem magnetronowym. Zazwyczaj jest ona wykorzystywana do wytwarzania powłok lub filmów, ale my dostosowaliśmy ją do produkcji nanoklastrów metalu, które mogą być osadzane na niemal każdej powierzchni. Co ważne, rozmiar nanoklastrów można precyzyjnie kontrolować, od pojedynczego atomu do kilku nanometrów, dzięki czemu w ciągu kilku sekund można na żądanie wygenerować szereg jednolitych nanoklastrów.
Jesum Alves Fernandes, główny autor badania
Program MASI ma zmniejszyć zależność ludzkości od niektórych pierwiastków oraz zmienić sposoby wykorzystywania metali. Wśród celów wymienia się zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, produkcję „zielonego” amoniaku w formie niskoemisyjnego bądź bezemisyjnego paliwa oraz zapewnienie bardziej zrównoważonych ogniw paliwowych i elektrolizerów.
