Katalysatorer spelar en avgörande roll i kemiska reaktioner, vilket gör att de kan ske snabbare och mer effektivt. Traditionellt har katalysatorer varit baserade på dyra och knappa metaller som platina, rodium och palladium. Dessa metaller är inte bara begränsade i tillgänglighet utan utgör också miljöutmaningar på grund av deras toxicitet.
Forskargruppen, ledd av SLAC-forskaren Yiyang Li, fokuserade på volframoxid, en förening som är riklig och miljövänlig. Genom att manipulera dess struktur och sammansättning kunde de omvandla volframoxid till en mycket effektiv katalysator för flera viktiga kemiska reaktioner, inklusive produktion av väte, avlägsnande av koldioxid och syntes av läkemedel.
En anmärkningsvärd prestation av laget var utvecklingen av en volframoxidkatalysator för omvandling av koldioxid till etanol, ett förnybart bränsle. Denna process går ut på att fånga upp koldioxid från industriella utsläpp eller atmosfären och omvandla den till en värdefull produkt.
"Vårt arbete visar att volframoxid kan vara en mångsidig katalysator för en rad hållbara kemiska omvandlingar," sa Li. "Denna upptäckt öppnar nya möjligheter för utveckling av miljövänliga processer som kan minska vårt beroende av fossila bränslen och minska koldioxidutsläppen."
Forskarna använde en kombination av avancerade karakteriseringstekniker, teoretiska beräkningar och experimentella metoder för att få detaljerade insikter om strukturen, egenskaperna och reaktiviteten hos volframoxidkatalysatorer. Denna förståelse gjorde det möjligt för dem att designa och optimera katalysatorerna för specifika tillämpningar.
Resultaten som rapporterats i tidskriften Nature Communications ger ett betydande steg framåt i utvecklingen av hållbar katalys. Genom att utnyttja potentialen hos rikliga och miljövänliga material som volframoxid kan forskare bana väg för grönare och effektivare kemiska processer, vilket bidrar till en mer hållbar framtid.
