Przedstawiciele Politechniki Federalnej w Zurychu wykorzystali w tym celu nowatorską metodę. Z jej użyciem zyskali możliwość zajrzenia do wnętrz katalizatorów jednoatomowych. Takie materiały są wyjątkowe, ponieważ każdy tworzący je atom odgrywa rolę w przyspieszaniu reakcji chemicznych, co zwiększa ich wydajność, skraca potrzebny czas i obniża ostateczne koszty.
Czytaj też: Co tu się wydarzyło?! Ten materiał lepiej emituje podczerwień, niż ją pochłania
Korzystając z możliwości jądrowego rezonansu magnetycznego członkowie zespołu badawczego przeprowadzili analizy, na podstawie których ustalili, jak atomy platyny oddziałują z otoczeniem na poziomie atomowym. Osiągnięte postępy powinny zaowocować pojawieniem się bardziej ekologicznych i wydajniejszych sposobów wytwarzania substancji chemicznych przy jednoczesnym ograniczeniu ilości wykorzystywanych w tym celu zasobów.
Publikacja opisująca kulisy działań autorów została zamieszczona w Nature. Stojący za nią eksperci byli w stanie określić, które atomy są połączone z platyną i jak wygląda ich rozmieszczenie. Tym sposobem dopracowali jednoatomowe katalizatory, torując drogę do realnego wykorzystania swoich postępów. Katalizatory towarzyszą nam bowiem niemal na każdym kroku, o czym najlepiej świadczy fakt, że około 80 procent wszystkich produktów chemicznych powstaje z ich udziałem.
Badania poświęcone platynie, zorganizowane przez międzynarodowy zespół, zaowocują projektowaniem wydajniejszych katalizatorów jednoatomowych
Mówimy o całej masie wyrobów, takich jak leki, materiały czy paliwa. Platyna sprawdza się wyjątkowo dobrze w kontekście tworzenia katalizatorów, ale kto powiedział, że nie można jeszcze bardziej tego dopracować? Szczególnie, że pole do poprawek było całkiem szerokie. Mówimy bowiem o trudno dostępnym pierwiastku, co przekłada się na jego wysoką cenę. Jakby tego było mało, obróbka platyny prowadzi do licznych emisji dwutlenku węgla.
Kluczem do sukcesu byłoby sprawienie, że platyna używana w mniejszych ilościach będzie przynosiła lepsze od dotychczasowych rezultaty. I taka właśnie sztuka udała się inżynierom ze Szwajcarii. Projektując katalizatory jednoatomowe, członkowie międzynarodowego zespołu badawczego dowiedzieli się, że są one nawet bardziej zaawansowane, niż można było przypuszczać.
Czytaj też: Historyczna obserwacja chemików zapewnia rewolucyjny wgląd w zachowanie atomów
Zastosowana metoda wykazała, że niewielkie różnice w konfiguracji atomów platyny mają ogromne znaczenie w kontekście ich przydatności w formie katalizatorów. Mając tę wiedzę, naukowcy mogą teraz projektować skuteczniejsze i tańsze warianty, które będą jednocześnie wywierały mniejszy negatywny wpływ na środowisko naturalne. Kolejnym krokiem będzie zaprezentowanie tych możliwości w praktyce.