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SCMP が報告したように、中国の科学者が率いる国際チームは、自動車汚染の低減から水素生産の増加まで、さまざまな用途で原子サイズの触媒をより高速かつ信頼性の高いものにする新しい方法で、化学をさらに一歩進めました。
最新の触媒はすべて分子サイズですが、化学物質の生産効率は、薬剤が減少するにつれて増加します。したがって、そのサイズを小さくすることにより、より効率的な触媒プロセスが得られます。独自の電子構造を持つ原子サイズの触媒は、1 ～ 2 桁効率的ですが、不安定性が問題になっています。
原子触媒は、白金、ロジウム、パラジウムなどの貴金属を使用することが多く、これらは反応中に凝集して勢いを失う傾向があります。耐用年数が短いということは、より高価であることも意味し、商用アプリケーションには適していません。
中国の研究者は、金属原子をサポート材料の表面に閉じ込め、効率を制限するクラスターの形成を防ぐことで、これらの問題を解決する独自の構造を構築したと述べています。この調査結果は、査読付きジャーナル Nature の 10 月 26 日版に掲載されました。
中国科学技術大学 (USTC) の Zeng Jie 教授が率いるこのチームには、ワシントン州立大学、アリゾナ州立大学、カリフォルニア大学デービス校の協力者が含まれていました。
酸化セリウムを使用して、研究者はシリカ粒子の表面に「ナノソール」を構築し、反応性金属原子 (この場合はプラチナ) をトラップし、化学合成中にそれらを均一に保持しました。
実際、金属原子は一連の刑務所島に保持されており、自由に移動できますが、逃げることはできません。金属と酸化セリウムの間の結合と競合できないシリカが、侵入できない海として機能するからです。
研究者は、彼らのアプローチにより、金属原子を正確に配置し、各「島」での濃度を制御できるため、反応中に金属原子がより大きなクラスターを形成したり、有害な凝集を引き起こしたりするのを防ぐことができると述べています。彼らによると、この構造により、水から水素を抽出できる反応の効率が高くなり、グリーンエネルギーでの水素の利用がはるかに容易になり、生産が容易になります。
金曜日の SCMP とのインタビューで、Zeng 氏は、構造のユニークな設計が金属の使用効率を最大化し、触媒の寿命を延ばすと述べました。
「しかし、これには創造的なアイデア、合成技術の蓄積、そして世界で最高のツールのいくつかの支援が必要です」と彼は言いました. 「私たちは長い研究の歴史を経て、複雑な実験を使用して設計をサポートし、他の著名な研究者と協力して触媒の原子構造を検出しました。」
Zeng は、このプロジェクトが安定した原子触媒の設計ツールを提供したと語った。 「この概念を、水性ガス移動やメタンの選択的酸化など、他の重要な化学反応に導入することを目指しています」と彼は言いました。
「適切な担体、ナノアイソゾール、活性金属原子を選択することで、他の触媒を構築できます。さらに、各島の原子の目標数を確認して、反応性を研究したり、最も効率的な触媒を構築したりできます。
低エネルギーレベルでの化学反応の可能性は、燃料電池から水素抽出まで、将来の技術の開発にとって非常に重要です。プロセスの工業化が成功すれば、この新技術は確かに化学の新しい章を開く可能性があります。
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記事中国：発見された水素合成のための新しい原子サイズの触媒は、 ScenariEconomici.itから来ています。
これは、Sat, 29 Oct 2022 10:30:08 +0000 の https://scenarieconomici.it/cina-scoperto-nuovo-catalizzatore-di-dimensioni-atomiche-per-la-sintesi-dellidrogeno/ で Scenari Economici に公開された記事の自動翻訳です。