Demonstrace rozpouštění: kapalné galium a tři pevné kuličky platiny. Credit: Dr Md. Arifur Rahim, UNSW Sydney

Platina rozpuštěná v galliu může být průlomovým katalyzátorem

Platina je drahá. Její katalytické účinky jsou větší v kapalné podobě, což ale zase znamená provádět příslušnou chemickou reakci za vysoké teploty a tedy se značnou energetickou náročností – teplota tání platiny je 1 700 °C. A pokud se platinový katalyzátor používá v pevném stavu, musí být v katalytickém systému na bázi uhlíku přítomno přibližně 10 % platiny.
Nově navržená metoda australských vědců z UNSW Sydney a RMIT University v Melbourne by měla umožnit využívat malá množství platiny rozpuštěné v galliu – roztok (slitina) by přitom měl mít vysokou katalytickou účinnost a katalýza by nevyžadovala vysoké teploty. Gallium taje při 29,8 °C, tedy za téměř pokojové teploty, což je pak i provozní teplota samotné reakce. Vytvoření směsi (rozpuštění platiny) ovšem vyžaduje zahřát platinu na asi 300 °C a udržet teplotu asi 1 až 2 hodiny. To se ale děje jen jednou a navíc ve srovnání s bodem tání platiny jde stejně o teplotu velmi nízkou.
K vytvoření účinného katalyzátoru stačí poměr platiny a galia menší než 0,0001. Výsledný systém je navíc podle provedených experimentů více než tisíckrát účinnější než směs uhlíku s 10 % platiny. Uspořádání na bázi kapaliny je také spolehlivější, pevné katalyzátory obvykle používaná průtočná zařízení nakonec ucpou. Katalytické atomy ukotvené na pevné matrici jsou nepohyblivé, tady kapalné kuličky mají mobilitu. Podrobné simulace vedou k závěru, že směs se samovolně nerozpadne, čili platina z ní „nevypadne“, neztuhne, protože gallium brání dvěma atomům rtuti se vůbec dostat do vzájemného kontaktu (poznámka: snad směs obsahující více platiny by tedy byla nejen zbytečně dražší, ale naopak i méně stabilní…).
Nový katalyzátor byl dosud vyzkoušen na redoxních reakcích. Jak se zdá, platina sama o sobě vůbec nemusí přijít do kontaktu s reaktanty, její atomy se mohou nacházet pod povrchem směsi, protože aktivují atomy gallia ve svém okolí. V jistém ohledu se tak dá mluvit i o galliovém katalyzátoru, samotné gallium bez platiny ovšem takto nefunguje.
Autoři výzkumu uvádějí, že směs gallia a platiny by mohla zefektivnit fungování palivových článků, možná dokonce katalyzovat i slučování vodíku s dusíkem a vyrábět čpavek mnohem „zeleněji“, za nižších teplot než při dnes používané katalýze železem. Studie publikovaná v Nature Chemistry také dodává, že platina je zde pouze jednou z možností – v galliu lze rozpouštět i jiné kovy, a podstatně tak rozšířit potenciál katalýzy.

Arifur Rahim, Low-temperature liquid platinum catalyst, Nature Chemistry (2022). DOI: 10.1038/s41557-022-00965-6. www.nature.com/articles/s41557-022-00965-6
Zdroj: ARC Centre of Excellence in Exciton Science / Phys.org a další

Poznámka PH: Kapalné jsou rovněž některé slitiny/sloučeniny kovů a rtuti, amalgámy (ovšem platinový amalgám je pevný, viz platina jako součást amalgámů v zubní medicíně).

Týden na ITBiz: Umělá inteligence prý narazí na meze matematických paradoxů

Gartner předpovídá, že celosvětové dodávky PC letos klesnou o 9,5 %. Bitcoin ve čtvrtletí klesl …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close