Олимон кайҳо боз медонанд, ки платина беҳтарин катализатор барои тақсим кардани молекулаҳои об барои тавлиди гази гидроген мебошад. Тадқиқоти нав аз ҷониби муҳаққиқони Донишгоҳи Браун нишон медиҳад, ки чаро платина ин қадар хуб кор мекунад - ва ин сабаби он нест.

Тадқиқот, ки дар ACS Catalysis нашр шудааст, ба ҳалли як саволи тадқиқотии тақрибан садсола кӯмак мекунад, мегӯянд муаллифон. Ва он метавонад дар таҳияи катализаторҳои нав барои истеҳсоли гидроген, ки нисбат ба платина арзонтар ва фаровонтаранд, кӯмак кунад. Ин дар ниҳоят метавонад дар коҳиш додани партовҳои сӯзишвории истихроҷшуда кӯмак кунад.

Эндрю Петерсон, дотсент дар Мактаби муҳандисии Браун ва муаллифи аршади таҳқиқот гуфт: "Агар мо бифаҳмем, ки чӣ гуна гидрогенро арзон ва самаранок сохтан мумкин аст, он дарро ба бисёр ҳалли прагматикӣ барои сӯзишворӣ ва кимиёвӣ мекушояд" гуфт Эндрю Петерсон. . "Ҳидрогенро дар ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ истифода бурдан мумкин аст, ки бо CO2 аз ҳад зиёд барои сӯзишворӣ ё якҷоя бо нитроген барои сохтани нуриҳои аммиакӣ. Мо бо гидроген бисёр корҳоро карда метавонем, аммо барои тақсим кардани об ба манбаи миқёспазири гидроген, ба мо катализатори арзонтар лозим аст."

Тарҳрезии катализаторҳои нав аз фаҳмидани он, ки платина барои ин реаксия чӣ хос аст, оғоз меёбад, мегӯяд Петерсон ва ҳадафи ин таҳқиқоти нав фаҳмидани он аст.

Муваффақияти Platinum муддати тӯлонӣ ба энергияи ҳатмии "Goldilocks" марбут буд. Катализаторҳои идеалӣ молекулаҳои реаксияшавандаро на хеле суст ва на сахт, балки дар ҷое дар мобайн нигоҳ медоранд. Молекулаҳоро хеле озод пайваст кунед ва оғоз кардани реаксия душвор аст. Онҳоро аз ҳад сахт пайваст кунед ва молекулаҳо ба сатҳи катализатор часпида, анҷом додани реаксияро душвор мегардонанд. Энергияи пайвасти гидроген дар платина танҳо ду қисмати реаксияи тақсимшавии обро ба таври комил мувозинат мекунад - ва аз ин рӯ аксари олимон боварӣ доранд, ки ин хосиятест, ки платинаро хеле хуб мекунад.

Аммо сабабҳое вуҷуд доштанд, ки оё ин тасвир дуруст аст, мегӯяд Петерсон. Масалан, маводе, ки дисульфиди молибден (MoS2) ном дорад, дорои энергияи пайвастшавӣ ба платина мебошад, аммо катализатори хеле бадтар барои реаксияи тақсимшавии об мебошад. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки энергияи ҳатмӣ наметавонад ҳикояи пурра бошад, мегӯяд Петерсон.

Барои фаҳмидани он, ки чӣ рӯй дода истодааст, ӯ ва ҳамкорони ӯ реаксияи тақсимшавии обро дар катализаторҳои платина бо усули махсусе, ки онҳо барои тақлид кардани рафтори атомҳо ва электронҳои алоҳида дар реаксияҳои электрохимиявӣ таҳия кардаанд, омӯхтанд.

Таҳлил нишон дод, ки атомҳои гидроген, ки бо энергияи пайвастшавӣ ба сатҳи платина пайвастанд, ҳангоми баланд будани суръати реаксия умуман дар реаксия иштирок намекунанд. Ба ҷои ин, онҳо дар қабати болоии кристаллии платина ҷойгиранд, ки дар он ҷо дар ҳолати ғайрифаъол боқӣ мемонанд. Атомҳои гидроген, ки дар реаксия иштирок мекунанд, нисбат ба энергияи тахминии "Голдилокҳо" хеле заифтаранд. Ва ба ҷои он ки дар торча ҷойгир шаванд, онҳо дар болои атомҳои платина нишастаанд, ки дар он ҷо онҳо озодона бо ҳамдигар вохӯрда, гази H2-ро ташкил медиҳанд.

Муҳаққиқон хулоса мекунанд, ки ин озодии ҳаракати атомҳои гидроген дар рӯи замин аст, ки платинаро ин қадар реактив мекунад.

"Он чизе ки ин ба мо мегӯяд, ин аст, ки ҷустуҷӯи ин энергияи ҳатмии" Goldilocks - принсипи дурусти тарроҳӣ барои минтақаи фаъоли баланд нест" гуфт Петерсон. "Мо пешниҳод мекунем, ки тарҳрезии катализаторҳое, ки гидрогенро дар ин ҳолати хеле мобилӣ ва реактивӣ ҷойгир мекунанд, роҳи рафтан аст."