Hiệu quả chất xúc tác đã cải thiện các ngành công nghiệp sạch

Được dẫn đầu bởi trường Đại học New Mexico hợp tác với Đại học bang Washington, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp duy nhất để bẫy các nguyên tử platin nhằm cải thiện hiệu quả và tính ổn định của các phản ứng.

Platinum được sử dụng như một chất xúc tác trong nhiều quá trình sản xuất năng lượng sạch, như trong bộ chuyển đổi xúc tác và các tế bào nhiên liệu. Những kim loại quý tạo điều kiện cho các phản ứng hóa học trong nhiều sản phẩm và quá trình thường được sử dụng, chẳng hạn như chuyển đổi carbon monoxide độc hại thành carbon dioxide ít độc hại qua bộ chuyển đổi xúc tác.

Do chi phí đắt và là chất khan hiếm, các ngành công nghiệp liên tục tìm cách sử dụng ít platinum hơn và phát triển các chất xúc tác sử dụng hiệu quả hơn trong các phản ứng. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, các nguyên tử trở nên lưu động và bay thành các khối, làm giảm hiệu quả của chất xúc tác và tác động tiêu cực đến hiệu suất của nó. Đây là lý do chính tại sao bộ chuyển đổi xúc tác phải được kiểm tra thường xuyên để đảm bảo chúng không trở nên kém hiệu quả hơn theo thời gian.

Yong Wang thuộc trường Kỹ thuật hóa học và Kỹ thuật sinh học cho biết: "Kim loại quý được sử dụng rộng rãi trong kiểm soát khí thải, tuy nhiên luôn luôn gặp những vấn đề là làm sao để tận dụng tối đa chúng và giữ cho chúng ổn định.

Trường Đại học New Mexico và nhóm nghiên cứu của WSU đã phát triển một phương pháp để giữ các nguyên tử platinum ổn định và cho phép chúng tiếp tục hoạt động như chất xúc tác. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loại vật liệu sản xuất không tốn kém và thường được sử dụng, được gọi là xeri oxit, nhằm tạo ra một chiếc bẫy nhỏ, kích thước nano. Chúng định hình oxit xeri thành dạng thanh có kích thước nano met và đa diện trông giống như những miếng kẹo cứng nhỏ để bẫy các nguyên tử platin. Với diện tích bề mặt lớn và số khuyết đủ cao, hình dạng các xeri oxit nano có thể bắt giữ các nguyên tử platinum trên bề mặt và làm cho chúng kết thành khối lại với nhau, do đó platinum có thể tiếp tục làm công việc của mình.

Abhaya Datye, Giáo sư kỹ thuật hóa sinh thuộc Đại học New Mexico cho biết: "Kỹ thuật bẫy nguyên tử nên được áp dụng rộng rãi để tạo ra các chất xúc tác đơn nguyên tử". "Đáng chú ý là sự kết hợp đơn giản ceria với một chất xúc tác platin đủ cho phép bẫy các nguyên tử và duy trì hiệu suất của chất xúc tác. Thậm chí ngạc nhiên hơn đó là quá trình bẫy xảy ra bằng cách nung nóng chất xúc tác ở nhiệt độ cao - điều kiện dùng cho quá trình tăng tốc lão hóa chất xúc tác.

Cho oxit xeri vào chất xúc tác cũng là một quá trình đơn giản, không cần các tiền chất lạ. Wang cho biết thêm: "Nghiên cứu này đưa ra những nguyên tắc hướng dẫn giúp ngành công nghiệp có thể tìm ra các chất xúc tác sử dụng hiệu quả các kim loại quý hơn và giữ cho chúng ổn định hơn''.

N.M.P-NASATI (Theo Sciencedaily)