Mindössze egy fém atom segítségével alakítottak szén-monoxidot szén-dioxiddá

A Washington Állami Egyetem és a Tufts Egyetem kutatóinak most először sikerült egy fém atomot katalizátorként használni, hogy a szén-monoxidot szén-dioxiddá alakítsa – ami egy fontos kémiai katalizált reakció az autók kipufogóiban is, a káros gázok eltávolítására.

A tanulmányban részletezett katalizátorral lényegesen leegyszerűsíthetővé válhatnak a különböző szűrőberendezések és a felfedezésnek a számítástechnikai katalízisben is lehet jelentősége.

Ahogy a járművek motorjai egyre hatékonyabbá váltak, úgy vált egyre alacsonyabbá a robbanási hőmérsékletük – ezzel megnehezítve a katalizátorok működését – és a hatékonyság javulása mellett paradox módon megemelve a járművek káros anyag kibocsátását. Az autógyártóknak ez miatt jelentős problémát jelent az autók káros anyag kibocsátásának szabályozása, aminek a célja az emberek védelme, azonban például a Volkswagen cégcsoport autóiba olyan szoftvereket építettek, melyekkel a kibocsátást mérő teszteken sikeresen teljesítenek, azonban valódi körülmények között már messze elmaradnak a kibocsátási határoktól.

Ennek a problémának az egyik hozadéka az egyre nagyobb méreteket öltő szándék az EU-s országok vezetésében a dízelautók nagy városokból való kitiltására – ami a bevezetés ütemétől függően, akár súlyos gazdasági problémákhoz is vezethet.

A kutatók éppen több különböző alacsony hőmérsékleten működő katalizátort vizsgáltak, amikor felfigyeltek arra hogy egyedülálló fématomok képesek alacsony hőmérsékleten is katalizátorként működni.

“A kipufogónkban lévő legtöbb káros vegyület, mint a szén-monoxid és a nitrogén-oxid, a motor beindításakor kerülnek kibocsátásra,” mondta Jean-Sabin McEwen, a kutatás vezetője. “Minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál nehezebb közömbösíteni ezeket a káros vegyületeket.”

A tanulmányukban a kutatók megmutatták, hogy egy platina atomokból álló réz oxiddal támogatott katalizátor, már szobahőmérsékleten is lehetővé teszi a reakció végbemenetelét. A platina atomok egy helyben tartják a szén-monoxid molekulákat, amíg a réz-oxid biztosítja számukra az oxigént, amivel szén-dioxiddá alakíthatóak.

“Ez a tanulmány viszonyítási alapot nyújt, ami útmutatót ad a következő generációs alacsony hőmérsékleten működő katalitikus konverterei számára,” mondta Charles Sykes, Tufts Egyetem kémia professzora.

A kutatók szerint mivel a katalizátorhoz ritka és értékes fémre is szükség van – platina – az hogy egy atomos szintekre tudják csökkenteni a szükségességét, azzal a technológia ára is lényegesen alacsonyabbá válik.

A kutatás választ ad, arra a hosszú ideje vitatott kérdésre is, hogy létezik e olyan egyedülálló fém atom, ami képes katalizálni a szén-monoxid szén-dioxiddá való átalakulását alacsony hőmérsékleten vagy ez csak több atommal oldható meg.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.