Kontrola zanieczyszczeń samochodowych na poziomie kwantowym

Centralne Laboratorium Toyota w Japonii przeprowadziło badania, które mogą być przydatne w opracowaniu katalizatorów samochodowych nowej generacji. Urządzenia, które przekształcają toksyczne opary spalin samochodowych w mniej toksyczne zanieczyszczenia pojawiły się na rynku w połowie 1970 roku. Są one utworzone z katalizatora – zazwyczaj w postaci metali szlachetnych, takich jak platyna, pallad i rod – nośnik katalizatora oraz z płaszcza przemywającego przeznaczonego do zdyspergowania materiałów katalitycznych na dużej powierzchni.

Automobile_exhaust_gas

Japońskie laboratorium zaangażowało się w badania w celu opracowania katalizatorów, które są kontrolowane na poziomie kwantowym. „Z tego poziomu kontroli można się spodziewać ekstremalnego zmniejszenia zużycia metali szlachetnych w katalizatorach samochodowych i / lub ogniw paliwowych”, powiedział Dr. Yoshihide Watanabe.

Klastry metaliczne rozwijają się dynamicznie od połowy XX wieku. Klaster to grupa atomów lub cząsteczek tworzone przez interakcje o różnych siłach, od bardzo słabych do bardzo silnych. Niektóre grupy występujące w przyrodzie biorą udział w reakcjach katalitycznych. Badania klastrów metalicznych wzbudzają wielkie zainteresowanie, ze względu na możliwość potencjalnego użycia tych syntetycznych klastrów w zastosowaniach przemysłowych, takich jak katalizatory w przemianach katalitycznych.

Dr. Yoshihide Watanabe zwrócił uwagę na fakt, iż przeprowadzono niewiele badań w dziedzinie kontrolowanej katalizy klastrów atomowych, z wyjątkiem badań dotyczących reakcji utleniania tlenku węgla. Jego badania pokazują, że na aktywność katalityczną duży wpływ ma struktura elektronowa klastrów, ich geometria w materiale podłoża, oraz interakcję między klastrem i materiałem. Zatem, aktywność katalityczna klastrów może być zwiększona przez sterowanie wielkością klastra i interakcjami między klastrami, a materiałem podłoża. Jest to ważne, ponieważ zwiększenie aktywności katalitycznej niektórych klastrów może znacznie ograniczyć wykorzystanie metali szlachetnych jako katalizatorów. Przeprowadzono kilka badań, które próbują wyjaśnić, w jaki sposób kontrolowanie wielkości klastrów wpływa na właściwości katalityczne na poziomie kwantowym.

W celu wyjaśnienia wielu niewiadomych związanych z tym procesem, Watanabe zaleca dalsze badania, które zbadają, jak temperatura wpływa na szybkość reakcji katalitycznych. Badania te, mogą doprowadzić do rozwoju sterowanych katalizatorów kwantowych utworzonych z atomowo-precyzyjnych klastrów.

1. Yoshihide Watanabe. Atomically precise cluster catalysis towards quantum controlled catalysts. Science and Technology of Advanced Materials, 2014; 15 (6): 063501 DOI: 10.1088/1468-6996/15/6/063501

2. http://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150216092049.htm

Opracowała: Anna Marczewska

Korekta: Ilona Sadok

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*