Vänster:Bild gjord med ett skanningstunnelmikroskop (STM). Bild av en platinayta under ett tryck av 1 atmosfär syre vid 256 °C. Under dessa omständigheter, vi ser spontan tillväxt av en ekerhjulstruktur av inbäddade PtO2-rader med många strukturella fel. Till höger:De oxiderade platinaatomerna i ljusblått, syreatomerna i rött och de vanliga platinaatomerna vid ytan i mörkblått (lager 1), grå (lager 2) och svart (lager 3). Kredit:Leiden University
Bilar är utrustade med katalysatorer för att avväpna giftiga avgaser. Platina spelar en viktig roll där. Leiden-fysiker och kemister har nu för första gången sett mekanismen bakom en platinakatalysator. Med en grundläggande förståelse för processen, forskare kan använda detta sällsynta material mer effektivt. Publicering i Naturkommunikation .
Avgaserna från över en miljard bilar världen över bidrar avsevärt till den globala uppvärmningen. Men utan katalysatorer, bilar skulle vara ännu mer förorenande. Efter att giftiga avgaser lämnat motorn, katalysatorer omvandlar dem till mindre skadliga ämnen. Platina spelar en viktig roll här, genom att eliminera den giftiga kolmonoxiden. Denna ädelmetall är mycket sällsynt och därför forskar forskare om hur man använder den så effektivt som möjligt.
Platina
Platina fungerar som en katalysator genom att samla syreatomer (O), och låta dem binda med den giftiga kolmonoxiden (CO), att skapa den mindre skadliga koldioxiden (CO2). Fysikern Joost Frenken och kemisterna Irene Groot och Matthijs van Spronsen från Leiden University har nu för första gången avbildat hur denna process fungerar på atomnivå. Med ett speciellt hemmabyggt mikroskop såg de ett ultratunt syrelager växa på en platinayta. Detta hände under realistiska omständigheter, vilket betyder samma höga tryck och temperatur som inuti en motor, vilket gjorde experimentet extra svårt. Forskarna upptäckte att syreatomerna är något "lösa, " så att de lätt kan reagera med andra ämnen. Detta ger för första gången en bra förklaring till platinas höga katalytiska aktivitet i oxidationsreaktioner.
Effektivitet
Genom att reda ut mekanismen bakom platinakatalysatorn, forskarna från Leiden bidrar till en bättre grundläggande förståelse av katalys. I det långa loppet, forskare skulle kunna utnyttja denna kunskap för att använda sällsynta material som platina mer effektivt. Groot:"Då behöver vi antingen mindre platina för att få samma resultat, eller så förstår vi katalysmekanismen bakom platina så väl att vi kan skapa ett ersättningsmaterial."
