Tamtejsi inżynierowie, związani z Chińską Akademią Nauk, postawili na wariant oparty na kobalcie. Powstały katalizator, znany jako CoS-1, zawiera nie tylko kobalt, ale również krzem i minerał zwany zeolitem. Kiedy przyszła pora na testy tej technologii, okazała się ona lepsza nawet od wariantów z metalami szlachetnymi w składzie.
Czytaj też: Materiały kwantowe zmieniają kształt w polu magnetycznym. Odkrycie potwierdza teorię sprzed 100 lat
Czym w ogóle jest katalizator? Najprościej można go opisać jako substancję chemiczną odpowiedzialną za przyspieszanie zachodzących reakcji chemicznych. Jest to pożądane, gdy w grę wchodzi produkcja przydatnych składników. Na przykład propylenu, który może być przetworzony w celu uzyskania powszechnie stosowanego polipropylenu.
Katalizatory cechują się ogromnym zróżnicowaniem, a ich ograniczenia wynikają między innymi z wysokich kosztów bądź niskiej żywotności. Pokazuje to, jakie wyzwania stoją przed naukowcami zajmującymi się poszukiwaniem alternatyw. Konwencjonalnie stosowane warianty są oparte na platynie, dlatego trzeba było zwrócić się w stronę innych składników, a Chińczycy postawili na kobalt.
Katalizator kobaltowy z Chin nie tylko zapewnił wysoką wydajność, ale wykazuje też bardzo dobrą żywotność
O dokładnym przebiegu prowadzonych eksperymentów ich autorzy piszą w Nature Catalysis. W toku zorganizowanych testów nowego katalizatora członkowie zespołu badawczego stwierdzili, że wydajność wytwarzania propylenu kształtuje się na poziomie 9,7kgC3 na kg katalizatora na godzinę. To wynik lepszy od osiąganych przez substancje stosowane obecnie na skalę przemysłową.
Czytaj też: Wreszcie to zrobili! Moment dipolowy cennego związku chemicznego rozpracowany
Jak przebiegał proces syntezy CoS-1? Inżynierowie zaczęli od żelu wykonanego z soli kobaltu, tetraetyloortokrzemianu, wodorotlenku tetrapropyloamoniowego, mocznika i wody. Później przeprowadzili krystalizację w temperaturze 180 stopni Celsjusza. W celu usunięcia organicznego szablonu wykonali kalcynację, po której przyszła pora na mycie kwasem azotowym w temperaturze 80 stopni Celsjusza. Tym sposobem udało się usunąć nadmiar kobaltu. Jako że autorzy byli w stanie uzyskać wysoką wydajność i stabilność, to kolejnym krokiem powinno być przystosowanie tej technologii do użytku na masową skalę.