Élmuwan parantos lami terang yén platina mangrupikeun katalis anu pangsaéna pikeun ngabagi molekul cai pikeun ngahasilkeun gas hidrogén. Panaliti anyar ku peneliti Universitas Brown nunjukkeun naha platinum tiasa dianggo saé-sareng éta sanés alesan anu dianggap.

Panalitian, diterbitkeun dina ACS Catalysis, ngabantosan ngabéréskeun patarosan panalitian anu umurna ampir abad, saur pangarang. Sareng éta tiasa ngabantosan ngarancang katalis énggal pikeun ngahasilkeun hidrogén anu langkung mirah sareng langkung seueur tibatan platina. Éta pamustunganana tiasa ngabantosan ngirangan émisi tina bahan bakar fosil.

"Upami urang tiasa terang kumaha cara ngadamel hidrogén murah sareng éfisién, éta muka panto pikeun seueur solusi pragmatis pikeun bahan bakar sareng bahan kimia bébas fosil," saur Andrew Peterson, profesor gaul di Brown's School of Engineering sareng pangarang senior pangajaran. . “Hidrogen bisa dipaké dina sél suluh, digabungkeun jeung kaleuwihan CO2 pikeun nyieun suluh atawa digabungkeun jeung nitrogén pikeun nyieun pupuk amonia. Aya seueur anu tiasa urang laksanakeun sareng hidrogén, tapi pikeun ngajantenkeun cai ngabagi sumber hidrogén anu tiasa skala, urang peryogi katalis anu langkung mirah.

Ngarancang katalis anyar dimimitian ku pamahaman naon ngajadikeun platinum jadi husus pikeun réaksi ieu, Peterson nyebutkeun, sarta éta naon ieu panalungtikan anyar aimed ka angka kaluar.

Kasuksésan Platinum parantos lami dikaitkeun kana énergi beungkeutan "Goldilocks". Katalis idéal nyepengan molekul-molekul anu ngaréaksikeun henteu leueur teuing atanapi caket teuing, tapi di tengah-tengahna. Beungkeut molekul-molekul sacara longgar teuing sareng hésé pikeun ngamimitian réaksi. Beungkeut teuing pageuh sarta molekul nempel dina beungeut katalis, nyieun réaksi hésé réngsé. Énergi beungkeutan hidrogén dina platina ngan kajantenan sampurna nyaimbangkeun dua bagian tina réaksi pamisah-cai-sarta lolobana élmuwan geus yakin yén atribut nu ngajadikeun platina jadi alus.

Tapi aya alesan pikeun naroskeun naha gambar éta leres, saur Peterson. Contona, hiji bahan nu disebut molibdenum disulfida (MoS2) boga énérgi beungkeutan sarupa platina, tapi mangrupakeun katalis jauh goréng pikeun réaksi pamisah cai. Éta nunjukkeun yén énergi ngariung teu tiasa janten carita lengkep, saur Peterson.

Pikeun manggihan naon anu lumangsung, anjeunna jeung kolega-Na diajar réaksi pamisah cai dina katalis platinum ngagunakeun métode husus maranéhna dimekarkeun pikeun simulate paripolah atom individu jeung éléktron dina réaksi éléktrokimia.

Analisis némbongkeun yén atom hidrogén nu kabeungkeut kana beungeut platina dina énergi beungkeutan "Goldilocks" teu sabenerna ilubiung dina réaksi lamun laju réaksi luhur. Gantina, aranjeunna nestle sorangan dina lapisan kristalin permukaan platinum, dimana aranjeunna tetep nongton inert. Atom hidrogén nu ngalakukeun ilubiung dina réaksina jauh leuwih lemah kabeungkeut batan énergi "Goldilocks" sakuduna. Jeung tinimbang nestling dina kisi, aranjeunna diuk di luhur atom platinum, dimana aranjeunna bébas papanggih up kalawan pikeun ngabentuk gas H2.

Éta kabébasan gerak pikeun atom hidrogén dina beungeut cai anu ngajadikeun platina jadi réaktif, peneliti nyimpulkeun.

"Anu ieu nyarioskeun ka urang nyaéta milarian énergi beungkeutan 'Goldilocks' ieu sanés prinsip desain anu pas pikeun daérah kagiatan anu luhur," saur Peterson. "Kami nyarankeun yén ngarancang katalis anu nempatkeun hidrogén dina kaayaan anu pohara mobile sareng réaktif ieu mangrupikeun jalan."