Forskare använde platina- och aluminiumföreningar för att skapa en katalysator som gör att vissa kemiska reaktioner kan ske mer effektivt än någonsin tidigare. Katalysatorn kan avsevärt minska energianvändningen i olika industriella och farmaceutiska processer. Det möjliggör också ett bredare utbud av hållbara källor för att mata processerna, vilket kan minska efterfrågan på fossila bränslen som krävs av dem.

Det finns många kemikalier som används i ett brett spektrum av industrier, inklusive läkemedel, som du förmodligen inte märker i vardagen; till exempel, bensen, toluen, xylen och etylbensen, för att nämna några. Dessa skapas vid kemiska produktionsanläggningar som använder petroleum för att mata processerna i fråga. Men det finns nu ett sätt att producera dessa kemikalier på ett mer hållbart sätt.

Biträdande professor Xiongjie Jin och professor Kyoko Nozaki från Institutionen för kemi och bioteknik vid University of Tokyo och deras team har skapat en ny katalysator, ett material som möjliggör eller påskyndar en specifik kemisk reaktion, som möjliggör en mer hållbar produktion av så kallade aromatiska kolväten. För närvarande kräver processen vanligtvis temperaturer på 200 grader Celsius eller mer och tryck på 2 eller fler atmosfärer. Men med lagets nya katalysator, temperaturen kan sänkas till mellan 100 grader och 150 grader Celsius, och trycket till bara 1 atmosfär, eller omgivande tryck. Detta kan kraftigt minska produktionskostnaderna.

"Vår Pt -katalysator använder sig av platina -nanopartiklar och ett aluminiummetafosfatsubstrat, som sällan används i katalysatorer, "sa Jin." Källmolekyler som interagerar med denna katalysator vid rätt temperatur och tryck bryts ner till användbara aromatiska kolväteföreningar. Denna process kallas hydrogenolys. Men den mest spännande delen för oss är inte bara att katalysatorn förbättrar reaktionseffektiviteten, men att det öppnar nya alternativ för de typer av källmaterial som nu kan användas i dessa processer. "

För närvarande, icke-förnybara petroleumbaserade ämnen används för att skapa aromatiska kolväten, och detta är inte ett hållbart scenario i längden. Pt -katalysatorn tillåter användning av förnybar träbiomassa som källmaterial, i synnerhet en familj av föreningar som kallas ligniner, som innehåller fenoler, grunden för de aktuella reaktionerna. En annan fördel med Pt -katalysatorn är att den kan återvinnas och återanvändas flera gånger. Alla dessa faktorer tillsammans kan leda till ett mycket mer hållbart sätt att producera aromatiska kolväten i industriell skala.

"Vi hoppas att vår studie bidrar till (FN) mål för hållbar utveckling genom att göra industriellt viktiga kemikalier från förnybara resurser istället för petroleum, och till en lägre energikostnad, "sa Jin." Våra nästa steg kommer att vara att ytterligare öka livslängden för Pt -katalysatorn och också att få katalysatorn att fungera direkt på ligniner, mildra behovet av att bryta ner det i fenoler innan reaktionerna kan äga rum. "

Studien publiceras i Naturkatalys .