Metal İçermeyen Katalizörlerin Keşfi, Biyo ve Fosil Yakıt Üretiminde Devrim Yaratabilir
Fotoğraf : Biyo ve fosil yakıtlar, elektrokataliz ve yakıt pilleri üretimi de dahil olmak üzere birçok endüstri için çok daha ucuz ve daha verimli olma potansiyeline sahip yeni keşfedilen metal içermeyen karbon bazlı bir katalizör.
ABD Enerji Bakanlığı’nın Ames Laboratuvarı’ndaki bilim adamları, biyo ve fosil yakıtlar, elektrokataliz ve yakıt pilleri üretimi de dahil olmak üzere birçok endüstriyel endişe için çok daha ucuz ve daha verimli olma potansiyeline sahip metal içermeyen karbon bazlı bir katalizör keşfettiler.
Temel olarak bu endüstri süreçleri, hidrojen-hidrojen, karbon-oksijen ve karbon-hidrojen bağları gibi güçlü kimyasal bağların bölünmesini içerir. Geleneksel olarak bu, platin ve paladyum gibi çoğu pahalı ve doğal bolluğu düşük olan geçiş veya değerli metaller kullanan katalizörlerle gerçekleştirilmiştir.
Bilim adamları, karbon yüzeyinde azotun tasarımının ve yerleştirilmesinin malzemenin katalitik aktivitesini büyük ölçüde etkilediği bir tür heterojen katalizör ile; Azot Birleştirme Karbonları (NACs) ile deneyler yaptılar.
Karbon yüzeylerindeki bu N atomlarının daha önce birbirinden uzak olduğuna inanılıyordu, çünkü N atomlarının yakın yerleşimi termodinamik olarak kararsızdı. Ames laboratuvarındaki ekip, NACs sentezi için N öncüllerini ve piroliz sıcaklığını N dağılımı ile ilişkilendirdi ve meta-kararlı N düzeneklerinin tasarımla yapılabileceğini ve beklenmedik katalitik reaksiyonlar sağlayabileceğini keşfetti.
Bu tür reaksiyonlar arasında aril eterlerin hidrojenolizi, etilbenzen ve tetrahidrokinolinin dehidrojenasyonu ve yaygın kullanılan doymamış fonksiyon gruplarının (keton, alken, alkin ve nitro grupları gibi) hidrojenasyonu bulunur. Ayrıca, NACs katalizörleri, yüksek sıcaklık ve/veya basınç altında hem sıvı hem de gaz fazı reaksiyonları için tutarlı seçicilik ve aktivite ile sağlamdır.
Ames laboratuvar yardımcısı bilim adamı Long Qi, “Azotun bu NAC’lerin yüzeyinde nasıl dağıldığının gerçekten önemli olduğunu keşfettik ve bu süreçte bunun tamamen yeni bir kimyasal aktivite türü olduğunu fark ettik” dedi.
Ames laboratuvar bilim adamı Wenyu Huang ise, “keşif, bilim adamlarının geçiş metallerine ihtiyaç duymadan daha sofistike ve zorlu kimyasal dönüşümler gerçekleştirebilecek azot düzenekleri tasarlamalarını sağlamalıdır ” dedi. “Bu, birçok farklı kimyasal dönüşüm ve endüstri türü için genel olarak geçerlidir.”
Kaynak : scitechdaily.com
