Washington Eyalet Üniversitesi, Kuzey Dakota Üniversitesi, Ulusal Tayvan Üniversitesi ve ortak kurumlardan uluslararası bir araştırma ekibi, küçük ama güçlü bir bileşen (Sinek-Atom Zirkonyum (ZR) kullanarak platin-gövde katalizörlerini süper şarj etmenin bir yolunu keşfetti. Bu yenilik, kirlilik kontrol sistemlerini daha enerji tasarruflu ve uygun maliyetli hale getirirken, değerli metallere olan ihtiyacı azaltır.
Ekibin çalışması, Doğa İletişimibireysel olarak yerleştirilmiş zirkonyum atomlarının platin için “akıllı asistan” olarak hareket ettiğini ortaya koymaktadır. Ana reaktif site olmak yerine ZR, çevredeki platin ortamını ustaca değiştirerek oksijenin aktive edilmesini kolaylaştırır. Bu, hem havadan oksijen molekülleri hem de katalizörün kendisinde saklanan kafes oksijen için geçerlidir. Bu aktif oksijen türleri, karbon monoksit, propan ve propilen gibi zararlı gazların parçalanması için gereklidir.
Tayvan’daki Ulusal Senkrotron Radyasyon Araştırma Merkezi’nde son teknoloji ürünü X-ışını absorpsiyon spektroskopisi kullanılarak, araştırmacılar zirkonyum atomlarının atomik olarak dağılmış kaldığını ve benzersiz ZR-PT yapıları oluşturduğunu doğruladılar.
Teorik modelleme, bu yapıların oksijen aktivasyonu için enerji bariyerini%50’den fazla kestiğini ve oksidasyon reaksiyonlarını önemli ölçüde hızlandırdığını gösterdi.
Performans testlerinde, zirkonyumla güçlendirilmiş platin-doğria katalizörü, geleneksel katalizörlerden daha düşük sıcaklıklarda kirletici arızası elde etti. Bu, havayı temizlemeye başlamak için daha az enerjiye ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir – otomotiv egzoz tedavisi, endüstriyel emisyon kontrolü ve sürdürülebilir kimyasal üretim gibi uygulamalar için kritik.
“Çalışmamız, atom düzeyinde tasarımın katalitik performansı nasıl dönüştürebileceğini ve daha temiz ve daha sürdürülebilir endüstriyel süreçlere doğru yeni bir yol sunabileceğini gösteriyor.”
