Zientzialariek aspalditik dakite platinoa hidrogeno gasa ekoizteko ur molekulak zatitzeko katalizatzaile onena dela. Brown Unibertsitateko ikertzaileen ikerketa berri batek erakusten du zergatik funtzionatzen duen platinoa hain ondo, eta ez da suposatu den arrazoia.

ACS Catalysis aldizkarian argitaratutako ikerketak ia mendeko ikerketa galdera bat ebazten laguntzen du, egileek diote. Eta hidrogenoa ekoizteko katalizatzaile berriak diseinatzen lagun dezake, platinoa baino merkeagoak eta ugariagoak direnak. Horrek, azken batean, erregai fosilen isuriak murrizten lagun dezake.

"Hidrogenoa modu merke eta eraginkorrean nola egin asmatzen badugu, fosilik gabeko erregai eta produktu kimikoentzako soluzio pragmatiko askorako ateak irekitzen ditu", esan du Andrew Petersonek, Brown's School of Engineering-ko irakasle elkartuak eta ikerketaren egile nagusiak. . “Hidrogenoa erregai-piletan erabil daiteke, gehiegizko CO2arekin konbinatuta erregaia egiteko edo nitrogenoarekin konbinatuta amoniako ongarri egiteko. Hidrogenoarekin asko egin dezakegu, baina ura zatitzea hidrogeno iturri eskalagarria izan dadin, katalizatzaile merkeago bat behar dugu».

Katalizatzaile berriak diseinatzea platinoa erreakzio honetarako hain berezi egiten duena ulertzen hasten da, Peterson-ek dioenez, eta hori da ikerketa berri honek asmatu nahi izan duena.

Platinoaren arrakasta aspalditik bere "Goldilocks" lotzeko energiari egotzi zaio. Katalizatzaile idealek erreakzio molekulei eusten diete ez oso baxu, ez estuegi, erdialdean baizik. Lotu molekulak solteegi eta zaila da erreakzio bat hastea. Lotu itzazu estuegi eta molekulak katalizatzailearen gainazalean itsasten dira, erreakzio bat osatzea zaila eginez. Platinoaren hidrogenoaren lotura-energiak ura banatzeko erreakzioaren bi zatiak ezin hobeto orekatzen ditu, eta, beraz, zientzialari gehienek uste dute atributu hori dela platinoa hain ona egiten duena.

Baina irudi hori zuzena ote zen zalantzan jartzeko arrazoiak zeuden, Peterson-ek dioenez. Esate baterako, molibdeno disulfuroa (MoS2) izeneko materialak platinoaren antzeko energia lotze bat du, baina ura zatitzeko erreakziorako katalizatzaile askoz okerragoa da. Horrek iradokitzen du lotura-energia ezin dela istorio osoa izan, dio Petersonek.

Zer gertatzen ari zen jakiteko, berak eta bere lankideek platinozko katalizatzaileetan ura banatzeko erreakzioa aztertu zuten, atomo eta elektroi indibidualen portaera erreakzio elektrokimikoetan simulatzeko garatu zuten metodo berezi bat erabiliz.

Analisiak erakutsi zuen "Goldilocks" lotura-energian platinoaren gainazalera lotzen diren hidrogeno atomoek ez dutela batere parte hartzen erreakzio-abiadura handia denean. Horren ordez, platinoaren gainazaleko geruza kristalinoaren barruan kokatzen dira, non ikusle inerte geratzen diren. Erreakzioan parte hartzen duten hidrogeno atomoak ustezko "Urrezko giltzak" energia baino askoz ere ahulago lotuta daude. Eta sarean habiaratu beharrean, platinozko atomoen gainean esertzen dira, eta bertan elkar topatzeko aske daude H2 gasa sortzeko.

Azaleko hidrogeno atomoen mugimendu askatasun hori da platinoa hain erreaktiboa bihurtzen duena, ikertzaileek ondorioztatu dute.

"Honek esaten diguna da 'Goldilocks' lotura-energia hau bilatzea ez dela jarduera handiko eskualderako diseinu-printzipio egokia", esan zuen Petersonek. "Hidrogenoa egoera oso mugikor eta erreaktibo honetan jartzen duten katalizatzaileak diseinatzea dela iradokitzen dugu".