Kimyacılar Heterojen Katalizörlerle Çalışmak İçin Yeni Bir Yol Keşfetti
Fotoğraf: Bilim insanları iridyum gibi katalizörlerle çalışmak için yeni bir yaklaşım geliştirdi.
Bilim insanları, enerji teknolojisinin gelişmesinde ve endüstriyel üretim kimyasallarında kimyasal faktörlerin anahtarı olan heterojen katalizörlerle çalışmak için yeni bir yol buldu.
Yeni yaklaşım, molekül düzeyi özelliği taşıyan iki atomlu katalizörlerdeki mekanizmalara detaylı bir bakış öneriyor ve H2 ve O2 üretmek için su moleküllerini ayırmada en iyi katalizörlerden biri olan iridyumu içeren katalizörün dizilişi için tepkimeler geliştirmenin kapısını açıyor.
Buna ek olarak, bu buluş yenilenebilir güneş enerjisiyle üretilen yakıtlar için kolay uygulamaları da içeriyor.
Kataliz, bilinen adıyla katalizör, ilave bir kimyasal uygulanarak kimyasal bir reaksiyonun hızını arttıran işlemdir. Katalizörler reaktantlarla etkileşimde bulunmanın yeni yollarını açar.
Reaktantlar ve katalizör farklı fazda ise buna heterojen kataliz denir. Bilim insanları çalışılan heterojen katalizörlerin, reaksiyonların meydana geldiği molekül bölgelerinin belirsizliğinden dolayı zor olduğunu söylüyor.
Yale, Boston Üniversitesi, Tsinghua Üniversitesi, California-Irvine Üniversitesi, Tufts, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı, Forschungszentrum Julich, and Nanjing Üniversitesi’nden gelen bilim insanlarını içeren araştırma takımının bu zor görevdeki çalışmaları Ulusal Bilimler Akademisi’nde 5 Mart’da internet ortamında yayınlandı.
Araştırmacılar, demiroksit yüzeyinde hem tekli hemde ikili atom şeklinde iridyum hazırlanması için kararlı bir yaklaşımı anlaşılır bir şekilde geliştirdi. Elektron mikroskopisi ile desteklenen katalitik reaksiyonlardan sonra araştırmacılar katalitik reaksiyonların içerdiği mekanizmaların detaylandırılmış çalışmasıyla yol gösterdi.
Yale doktora üyesi ve çalışmanın ilk yazarı olan Ke Yang “ Bu, katalitik reaksiyonları daha iyi anlamamızı sağlamaya ve daha sağlam ve verimli katalizörleri geliştirmeye olanak sağlayacaktır. Örneğin bu çalışmada, ikili iridyum atomuyla katalizörlerin, suyu ayırmak için tek atomlu iridyumdan çok daha iyi çalıştığını ispat ettik. Her iridyum atomunun tamamını kullandık.” dedi.
Araştırmacılara göre reaksiyon için demir oksit yüzeyi oldukça kullanışlıdır. Çünkü gün ışığını absorbe edebilme ve güneş enerjisiyle kimyasal reaksiyonu sürdürebilme yeteneğine sahiptir.
Çalışmayı yapan yazarlar, Yale kimya profesörleri Victor Batista ve Gary Bruduig ve Boston Üniversitesinden Dunwei Wang’dır. Boston Üniversitesi’nden Yanyan Zhao çalışmanın ilk sahibidir.
Batista “ Bu, yapılarının ve katalitik özelliklerinin üzerinde daha iyi kontrollerle kimyasal yüzeyleri elle yapmanın oldukça yenilikçi bir yoludur. Enerji depolama, elektrik ve katalizörleri içeren geniş uygulama alanları atomik düzeyde yüzey tasarımına olanak sağlayan böyle basit bir yaklaşımdan yararlanabilir.” dedi.
Batista Yale Kimya Bölümü’nün ve Yale Enerji Bilimi Enstitüsü’nün fakülte üyesidir. Bruduig Yale’nin Kimya Bölümü başkanı ve Yale Enerji Bilimleri Enstitüsü’nün yöneticisidir.
Kaynak: scitechdaily.com
