Ix-xjentisti ilhom jafu li l-platinu huwa bil-bosta l-aħjar katalist għall-qsim tal-molekuli tal-ilma biex jipproduċi gass tal-idroġenu. Studju ġdid mir-riċerkaturi tal-Università Brown juri għaliex il-platinu jaħdem daqshekk tajjeb—u mhux ir-raġuni li ġiet preżunta.

Ir-riċerka, ippubblikata f'ACS Catalysis, tgħin biex issolvi mistoqsija ta 'riċerka antika ta' kważi seklu, jgħidu l-awturi. U jista 'jgħin fit-tfassil ta' katalizzaturi ġodda għall-produzzjoni tal-idroġenu li huma irħas u aktar abbundanti mill-platinu. Dan jista' fl-aħħar mill-aħħar jgħin fit-tnaqqis tal-emissjonijiet mill-fjuwils fossili.

"Jekk nistgħu nifhmu kif nagħmlu l-idroġenu b'mod irħis u effiċjenti, jiftaħ il-bieb għal ħafna soluzzjonijiet pragmatiċi għal fjuwils u kimiċi ħielsa mill-fossili," qal Andrew Peterson, professur assoċjat fl-Iskola tal-Inġinerija ta' Brown u l-awtur anzjan tal-istudju. . "L-idroġenu jista 'jintuża fiċ-ċelloli tal-fjuwil, ikkombinat ma' CO2 żejjed biex jagħmel il-fjuwil jew ikkombinat man-nitroġenu biex jagħmel fertilizzant tal-ammonja. Hemm ħafna li nistgħu nagħmlu bl-idroġenu, iżda biex il-qsim tal-ilma jsir sors tal-idroġenu skalabbli, neħtieġu katalizzatur irħas.”

It-tfassil ta 'katalizzaturi ġodda jibda bil-fehim x'jagħmel il-platinu tant speċjali għal din ir-reazzjoni, jgħid Peterson, u dan hu li din ir-riċerka ġdida kellha l-għan li tiskonta.

Is-suċċess tal-Platinum ilu attribwit għall-enerġija li torbot "Goldilocks" tiegħu. Katalizzaturi ideali jżommu fuq molekuli li jirreaġixxu la wisq laxk u lanqas issikkat wisq, iżda x'imkien fin-nofs. Orbot il-molekuli b'mod laxk wisq u huwa diffiċli li tibda reazzjoni. Orbothom sewwa wisq u l-molekuli jeħlu mal-wiċċ tal-katalizzatur, u jagħmlu reazzjoni diffiċli biex titlesta. L-enerġija li torbot ta 'l-idroġenu fuq il-platinu jiġri biss li tibbilanċja perfettament iż-żewġ partijiet tar-reazzjoni tal-qsim ta' l-ilma—u għalhekk il-biċċa l-kbira tax-xjenzati emmnu li huwa dak l-attribut li jagħmel il-platinu daqshekk tajjeb.

Iżda kien hemm raġunijiet biex wieħed jistaqsi jekk dik l-istampa kinitx korretta, jgħid Peterson. Pereżempju, materjal imsejjaħ disulfide tal-molibdenu (MoS2) għandu enerġija li torbot simili għall-platinu, iżda huwa katalist ferm agħar għar-reazzjoni tal-qsim tal-ilma. Dan jissuġġerixxi li l-enerġija li torbot ma tistax tkun l-istorja sħiħa, jgħid Peterson.

Biex issir taf x'kien qed jiġri, hu u l-kollegi tiegħu studjaw ir-reazzjoni tal-qsim tal-ilma fuq katalisti tal-platinu billi jużaw metodu speċjali li żviluppaw biex jissimulaw l-imġieba tal-atomi u l-elettroni individwali f'reazzjonijiet elettrokimiċi.

L-analiżi wriet li l-atomi tal-idroġenu li huma marbuta mal-wiċċ tal-platinu fl-enerġija li torbot "Goldilocks" fil-fatt ma jipparteċipawx fir-reazzjoni xejn meta r-rata ta 'reazzjoni tkun għolja. Minflok, ibejtu lilhom infushom fis-saff kristallin tal-wiċċ tal-platinu, fejn jibqgħu inerti fil-qrib. L-atomi ta 'l-idroġenu li jieħdu sehem fir-reazzjoni huma marbuta b'mod ferm aktar dgħajjef mis-suppost enerġija "Goldilocks". U aktar milli nestling fil-kannizzata, huma joqogħdu fuq l-atomi tal-platinu, fejn huma ħielsa li jiltaqgħu ma 'xulxin biex jiffurmaw gass H2.

Hija dik il-libertà tal-moviment għall-atomi tal-idroġenu fuq il-wiċċ li tagħmel il-platinu tant reattiv, jikkonkludu r-riċerkaturi.

"Dak li jgħidilna huwa li tfittex din l-enerġija li torbot "Goldilocks" mhix il-prinċipju ta 'disinn it-tajjeb għar-reġjun ta' attività għolja," qal Peterson. "Nissuġġerixxu li t-tfassil ta' katalizzaturi li jpoġġu l-idroġenu f'dan l-istat mobbli ħafna u reattiv huwa t-triq li trid timxi."