شرکت BASF که از جمله تولیدکنندگان مواد شیمیایی در جهان است، با تامین بودجه تحقیقات یک گروه پژوهشی، به دنبال دستیابی به کاتالیزورهایی با کارایی بالا است. در این پروژه محققان به بررسی اینکه کدام اتم‌ها در کاتالیست نقش مستقیمی در تسریع واکنش دارند، پرداختند.
صنعت به دنبال دسترسی به نانوکاتالیزورهای کاراتر است
جایگزینی فلزات گران‌بها با فلزات ارزان‌قیمت می‌تواند به کاهش قیمت کاتالیست‌های مورداستفاده در مبدل‌ها کمک کند. به تازگی تیمی از دانشگاه استنفورد با همکاری محققانی از آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC از وزارت انرژی دقیقا مشخص کردند که کدام جفت اتم در یک نانوذره پالادیم/پلاتین برای شکست مولکول‌ها نقش مهم‌تری دارد.
متیو کارگنلو، استادیار مهندسی شیمی دانشگاه استنفورد که هدایت تیم تحقیقاتی را به عهده دارد می‌گوید: «نتایج این پروژه یک گام مهم به سوی ساخت کاتالیزورهای مهندسی شده به‌منظور عملکرد بهتر فرایندهای صنعتی است.»
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است.
وی می‌افزاید: «جالب‌ترین نتیجه کار این است که می‌توان محل انجام واکنش کاتالیزوری را مشخص کرد. ما نشان دادیم که در کدام اتم‌ها می‌توان واکنش تجزیه آلاینده گازی را انجام داد، واکنشی که در آن آلاینده به آب و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌شود. این کار بسیار مهم و دشوار است. اکنون که می‌دانیم سایت‌های فعال در کجا قرار دارند می‌توانیم کاتالیزوری را مهندسی کنیم که بهتر کار می‌کند و از مواد کمتری استفاده می‌کنیم.»
در مبدل‌های کاتالیزوری خودرو از نانوذرات فلزات گران‌بها مانند پالادیم و پلاتین استفاده می‌شود که روی سطح سرامیک قرار می‌گیرند. با ورود گاز، اتم‌های روی سطح نانوذرات آن‌ها را ترغیب می‌کنند که با اکسیژن واکنش نشان دهند تا به مواد کم‌خطرتر نظیر آب و دی‌اکسیدکربن تبدیل شوند.»
در این پروژه محققان کاتالیزوری را مورد بررسی قرار دادند که در آن از پلاتین و پالادیم استفاده شده بود. این گروه روش‌های جدید و ساده‌تری را برای مدل‌سازی ذرات در یک محیط پیچیده‌تر و واقعی‌تر ارائه کردند. آن‌ها با تولید نانوذرات در ابعاد مختلف و آزمایش روی آن‌ها به بررسی عملکرد کاتالیستی نانوذرات پرداختند. هدف این گروه آن بود که دریابند که کدام تنظیمات ساختار و حتی کدام اتم‌ها بیشترین فعالیت کاتالیزوری را دارند.
این پروژه به شدت مورد توجه صنعت بوده و شرکت BASF که تولیدکننده مواد شیمیایی است، از جمله حامیان این پروژه بوده است.
