Ученые разработали универсальную платформу для создания дешевых одноатомных катализаторов

Токио, 3 дек - ИА Neftegaz.RU. Международная группа ученых из Японии и Европы разработала универсальный метод создания высокоэффективных одноатомных катализаторов, что открывает путь к удешевлению и ускорению множества химических производств.
Об этом сообщила пресс-служба японского Окинавского института науки и технологий.

Научный сотрудник института М. ди Джованнантонио заявил, что их подход открывает дорогу для создания произвольных катализаторов, не уступающих по эффективности ферментам. Это стало возможным благодаря разработке метода изоляции отдельных атомов металла между цепочками очень стабильных полимерных молекул.
Исследователь отметил, что для максимального КПД каждый атом катализатора должен быть доступен для реагентов. Достичь этого с твердотельными или даже нанокатализаторами невозможно, т.к. часть их атомов находится внутри структуры.

Ученым удалось приблизиться к воспроизведению природных механизмов. Они создали специальное полимерное покрытие из повторяющихся блоков ароматических углеводородов.
Внутри этих блоков есть особая зона для встраивания одиночных атомов кобальта и других металлов. Полимерный материал позволяет покрывать поверхности упорядоченными «рядами» из атомов, расположенных на строго заданном расстоянии.
Благодаря такой структуре атомы не взаимодействуют друг с другом и не сливаются в более крупные кластеры даже при высоких температурах. Это решает ключевую проблему стабильности существующих одноатомных катализаторов.

Для проверки технологии ученые создали катализатор на базе кобальта. Он преобразует смесь угарного газа и водорода в жидкие углеводороды.
В ходе экспериментов катализатор захватил и вовлек в реакцию около 90% молекул CO, а затем полностью высвободил продукты. Это указывает на возможность долгой работы без регенерации.

Разработка может найти применение в химической промышленности и энергетике для удешевления и повышения эффективности ключевых процессов. В отличие от существующих аналогов, новая платформа совместима с широким набором реагентов и металлов.


Автор: А. Шевченко