Šikovný „katalytický kondenzátor“ promění laciné kovy ve výborné katalyzátory  
Drahé kovy skvěle katalyzují řadu průmyslově významných chemických reakcí. Zároveň jsou ale drahé a vzácné. Platinu, palladium, rhodium a další vzácné kovy by mohly nahradit mnohem obyčejnější materiály, díky „katalytickému kondenzátoru“. Využívá tenké vrstvy materiálů, jako je oxid hlinitý nebo grafen.
Jak udělat z levného materiálu drahý kov? Kredit: Dauenhauer Group / University of Minnesota.
Jak udělat z levného materiálu drahý kov? Kredit: Dauenhauer Group / University of Minnesota.

Je to až k zlosti. Ale, bohužel, řada významných chemických reakcí, které by nám mohly usnadnit život, vyžaduje jako katalyzátory vzácné a velmi drahé kovy. To v řadě případů představuje zásadní překážku praktickému uplatnění jinak velmi užitečných technologií. Vědecké týmy po celém světě proto hledají řešení, která by tuto nepříznivou situaci zvrátila.

 

Paul Dauenhauer. Kredit: AIChE.
Paul Dauenhauer. Kredit: AIChE.

V dnešní době se v klíčových chemických reakcích průmyslového významu často uplatňují v roli katalyzátoru kovy jako je platina, palladium nebo rhodium. Katalyzují skvěle, ale nejdřív je musíte sehnat a zaplatit. Jsou velmi nákladné, což zvedá cenu jak samotného zařízení na zmíněné chemické reakce, tak i výsledného produktu.

 

Výzkumný tým americké University of Minnesota přišel na to, jak tyto drahé katalyzátory nahradit mnohem levnějšími kovy. Dosahují toho změnou počtu elektronů u levných kovů, díky čemuž tyto materiály získají některé vlastnosti luxusních katalytických kovů. K tomuto účelu vyvinuli zařízení, jemuž říkají „katalytický kondenzátor“ (anglicky „catalytic condenser“).

 

Jak říká vedoucí výzkumu Paul Dauenhauer, atomy ve skutečnosti nestojí o to, aby měnily svůj daný počet elektronů. Katalytický kondenzátor je ale dokáže přesvědčit. Podle Dauenhauera to otevírá nové možnosti v chemii, protože levné a snadno dostupné materiály zastoupí dosavadní drahé katalytické kovy.

Logo. Kredit: University of Minnesota.
Logo. Kredit: University of Minnesota.

 

Aby katalytický kondenzátor tento úkol zvládnul, tvoří jej na sebe uspořádané série tenkých filmů. Na vrchní straně se nachází vrstva oxidu hlinitého o tloušťce 4 nanometry. Pod ní je vrstva grafenu, pak vodiče a úplně vespod vrstva izolátoru. Když grafenem a vodičem prochází proud, ve vrstvě oxidu hlinitého se vytváří náboj. Tím dojde ke změně vlastností vrstvy oxidu hlinitého, z něhož se stane kýžený katalyzátor.

 

Vlastnosti výsledného katalyzátoru přitom lze nastavit ovládáním použitého napětí u elektrického proudu, složením vrstvy izolátoru nebo přidáváním dalších složek do katalytické vrstvy. Podle tvůrců bude možné „katalytický kondenzátor“ využívat v řadě průmyslových odvětví, v nichž provozují rozmanité chemické reakce.

 

Video: Paul Dauenhauer, Chemical Engineer | 2020 MacArthur Fellow

 

Literatura

JACS Au online 7. 5. 2022.

New Atlas 10. 8. 2022.

Datum: 21.05.2022
Tisk článku

Související články:

Katalyzátor z nanomědi recykluje oxid uhličitý na ethen     Autor: Stanislav Mihulka (18.01.2018)
Strategické vzácné zeminy by mohly být nahrazeny komby běžných prvků     Autor: Stanislav Mihulka (07.07.2019)
Multifunkční keramický katalyzátor zajistí účinnou výrobu bionafty     Autor: Stanislav Mihulka (01.11.2020)
Terminátorský trik: Kapalný kov rychle mění oxid uhličitý na pevný uhlík     Autor: Stanislav Mihulka (22.01.2022)



Diskuze:

Teda, bude to jemne mimo tému

Vladimír Bzdušek,2022-05-21 17:35:01

ale kedysi dávno v jednej nemenovanej chemickej fabrike na Slovensku (CHZWP) sa montovala nová katalyzovaná prevádzka. Katalyzátor vo forme platinového sita samozrejme až naposledy. Po jeho namontovaní odišli montéri na obed a menila sa smena. Po návrate bola platina fuč. Zato dofrčali všetky druhy bezpečnostných zložiek. Platina nikde. Potom niekoho napadlo, či to nevzal niekto z tej rannej smeny. Pri rozsiahlom výjazde po okolitých dedinách prichytili chlapíka, ako práve pribíja to platinové sito na zajačník.

Odpovědět


Re: Teda, bude to jemne mimo tému

Gábor Vlkolinský,2022-05-22 07:20:39

To je len na zasmiatie. Krádež platinových sítiek vo veľkom prebehla v spolupráci oligarchov s politikmi.

Odpovědět

Na takýchto

Vladimír Bzdušek,2022-05-21 10:31:16

štruktúrach si katalyzátorové jedy musia doslova zmlsnúť.

Odpovědět


Re: Na takýchto

Jan Novák9,2022-05-21 15:49:53

Třeba zrovna ne. Když vypnou proud tak se povaha povrchu změní zpět, přestane katalyzovat a přitahovat jedy a možná se pak dá normálně očistit.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace