Orgaanilised katalüsaatorid on uudne odav viis kütuseelementidega energia tootmiseks.Rootsi Umeå ülikooli füüsikute uurimus, mille on avaldanud ACS Nano, süvendab meie teadmisi põhiliste protsesside kohta selliste katalüsaatorite tootmisel.
Maailma pidevalt kasvav energia ja toormaterjali vajadus innustab teadlasi leidma uusi lahendusi. Kütuseelemendid, mis põhinevad vesinikul ja hapnikul suudavad salvestatud keemilist energiat muuta elektrienergiaks keskkonnasõbralikul viisil, kus kõrvalproduktiks on vesi. Sellise muundumise efektiivseks toimumiseks, peavad kütuseelemendis paiknevad elektroodid sisaldama erinevaid katalüsaatoreid.
Üks suur probleem antud katalüsaatorite puhul on, et neid tehakse praegusel ajal plaatina ning ruteeniumi sulamitest ja teistest väärismetallidest. Need väärismetallid pole mitte ainult kallid vaid ka haruldased ning neid on keeruline kätte saada. Kuna surve leida lihtsamini kättesaadavaid ja odavamaid katalüsaatoried on suur, tõmbas palju tähelepanu kolme aasta eest Science’s avaldatud uurimus, milles teatati, et täisorgaaniline katalüsaator, mis põhineb lämmastik-dopeeritud nanotorudel, võib katalüüsida hapniku eraldamist sama tõhusalt, kui plaatina.
Sellest alates on uurimistöö selles vallas olnud intensiivne, kuigi defektide kohal, kus lämmastiku aatomid on nanotorudes asendanud süsiniku aatomid, toimuvate katalüütiliste protsesside mehanismi ja tõhususe kohta on jäänud palju küsimusi. Ideaalne süsinik-nanotoru koosneb ainult süsiniku aatomitest, kuid praktikas esineb enamikes materjalides defekte. Näiteks võib ette tulla, et mõni aatom on puudu kohast, kus see peaks olema või on süsiniku aatom asendunud mõne võõra aatomiga.
„Antud juhul on defektid nanotorudes loodud sihilikult, asendades mõned süsiniku aatomid lämmastiku aatomitega. Me tegime seda, et luua defektide ümber lokaalseid tsentreid, kus on suur elektrontihedus. Elektrontiheduse tõus antud piirkonnas viib soovitud katalüütiliste omadusteni.“ , ütles füüsikaosakonna kaasprofessor Thomas Wågberg.
Uuring näitab, et katalüütiline efekt on palju tugevam kindlat tüüpi lämmastiku defektide lähedal, kui muud tüüpi defektide juures.
„Me näitame ka, et lihtsa kuumtöötluse abil on võimalik ebaefektiivsed lämmastiku defektid muuta efektiivseteks.“ ütles Thomas Wågberg.
Sarnased materjalid, mida uurimisgrupp käsitleb näitavad potentsiaali ka teiste protsesside katalüüsimiseks, näiteks vee hapnikuks ja vesinikuks lahutamise pöördprotsess, millele viidatakse, kui kunstlikule fotosünteesile.
Allikas: phys.org
Mis asi on “platinum”, “platinumi”?
Tänud tähelepaneku eest, muidugi mõista on tegemist plaatinaga.Parandasime vea.