Окумуштуулар платина суутек газын өндүрүү үчүн суу молекулаларын бөлүү үчүн эң мыкты катализатор экенин көптөн бери билишкен. Браун университетинин изилдөөчүлөрүнүн жаңы изилдөөсү платина эмне үчүн мынчалык жакшы иштээрин көрсөтүп турат жана бул себеп эмес.

ACS Catalysis журналында жарыяланган изилдөө дээрлик бир кылымдык изилдөө маселесин чечүүгө жардам берет, дейт авторлор. Ал платинага караганда арзаныраак жана көп суутек өндүрүү үчүн жаңы катализаторлорду иштеп чыгууга жардам бере алат. Бул акыр-аягында казылып алынуучу отундардын эмиссиясын кыскартууга жардам берет.

"Эгерде биз суутекти кантип арзан жана эффективдүү жасоону таба алсак, анда ал казылып алынбаган күйүүчү майлар жана химиялык заттар үчүн көптөгөн прагматикалык чечимдерге жол ачат" дейт Эндрю Петерсон, Браун инженердик мектебинин доценти жана изилдөөнүн улук автору. . «Суутек отун клеткаларында колдонулушу мүмкүн, ашыкча СО2 менен кошулуп отун же азот менен биригип аммиак жер семирткичтерин жасоого болот. Суутек менен биз көп нерсени кыла алабыз, бирок сууну бөлүүчү суутектин масштабдуу булагы болушу үчүн бизге арзаныраак катализатор керек.

Жаңы катализаторлорду долбоорлоо бул реакция үчүн платинаны эмне үчүн өзгөчө кылып жатканын түшүнүүдөн башталат, дейт Петерсон жана бул жаңы изилдөө дал ушул нерсени аныктоого багытталган.

Платинанын ийгилиги көптөн бери анын «Алтын кулпулар» байланыш энергиясы менен түшүндүрүлөт. Идеалдуу катализаторлор реакцияга кирген молекулаларды өтө бош да, өтө катуу да эмес, ортодо кармашат. Молекулаларды өтө эркин байлаңыз жана реакцияны баштоо кыйын. Аларды өтө бекем байлап, молекулалар катализатордун бетине жабышып, реакциянын аягына чыгышын кыйындатат. Суутектин платина менен байланышуу энергиясы суунун бөлүнүү реакциясынын эки бөлүгүн тең салмактуулукка алып келет, ошондуктан көпчүлүк илимпоздор платинаны абдан жакшы кылган касиет ушул деп эсептешет.

Бирок бул сүрөт туурабы деген суроого себептер бар болчу, дейт Петерсон. Мисалы, молибден дисульфиди (MoS2) деп аталган материал платинага окшош байланыш энергиясына ээ, бирок сууну бөлүү реакциясы үчүн алда канча начар катализатор болуп саналат. Бул байланыш энергиясы толук окуя болушу мүмкүн эмес экенин көрсөтүп турат, Петерсон дейт.

Эмне болуп жатканын билүү үчүн ал жана анын кесиптештери электрохимиялык реакциялардагы айрым атомдордун жана электрондордун жүрүм-турумун имитациялоо үчүн иштеп чыккан атайын ыкманы колдонуп, платина катализаторлорунда сууну бөлүү реакциясын изилдешкен.

Анализ көрсөткөндөй, платинанын бетине “Голдилоктар” байланыш энергиясы менен байланышкан суутек атомдору реакциянын ылдамдыгы жогору болгондо реакцияга такыр катышпайт. Тескерисинче, алар платинанын үстүнкү кристаллдык катмарынын ичинде уя салып, ал жерде инерттүү байкоочулар бойдон калышат. Реакцияга катышкан суутек атомдору болжолдонгон "Голдилокс" энергиясынан алда канча начар байланышта. Жана тордо уя салгандын ордуна, алар платина атомдорунун үстүндө отурушат, ал жерде H2 газын пайда кылуу үчүн бири-бири менен жолугууга эркин болушат.

Изилдөөчүлөр платинаны ушунчалык реактивдүү кылган жер бетиндеги суутек атомдорунун кыймыл эркиндиги.

"Бул бизге "Алтын блокторду" бириктирүүчү энергияны издөө жогорку активдүү аймак үчүн туура долбоорлоо принциби эмес экенин көрсөтүп турат" деди Петерсон. "Биз суутекти бул өтө мобилдүү жана реактивдүү абалга келтирүүчү катализаторлорду долбоорлоону сунуштайбыз."