Reaksiyonları Daha Verimli Hale Getiren Katalizör Geliştirildi
Fotoğraf : Geliştirilen yeni katalizörden sadece 30 mg kullanılarak, reaksiyonlarda 1 kg substrat dönüştürülebilir.
Katalizör, reaksiyonlarda şekli ve dayanıklılığı sayesinde çok uzun süre dayanan, ciddi ölçüde enerji tasarrufu sağlayarak israfı önleyen ve böylelikle geliştirilen ürünün maliyetini düşüren maddedir. Göz ardı edilebilir miktarlarda bile etkili olan katalizör, Delft Teknoloji Üniversitesi’ndeki (TU Delft) araştırmacılar tarafından geliştirildi. Yapılan araştırmanın sonuçları Nature Communications’da yayınlandı.
TU Delft araştırmacılarından Evgeny Pidko ve ekibi, kimyasal reaksiyonlarda katalizör kullanarak, aktivasyon enerjilerinin kimyasal reaksiyonlar için daha düşük bir hale getirilmesini sağladı.
Katalizörler, kimyasal reaksiyon denklemlerinde yer almasa da karışım içerisinde bulunmaktadır. Sonuç olarak, katalizörler teorik olarak sonsuza kadar aynı güçle çalışmaktadır ancak kimyagerler katalizörleri pratik olarak deneyimlediklerinde katalizörlerin zaman içerisinde daha az aktif hale geldiklerini belirtmişlerdir. Bu durum da gösteriyor ki, bir reaksiyonun sorunsuz olarak çalışması için çok fazla miktarda katalizöre ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca reaksiyonun sorunsuz devam edebilmesi için de reaksiyona zarar verecek bir durum gerçekleşmeden katalizör karışımdan çıkartılmalıdır.
Günümüzde bu tür kimyasal işlemleri daha sürdürülebilir bir hale getirmek, acil önem taşımaktadır.
Pidko ve ekibi “Katalizörler hangi şartlarda etkilidir ve neden bozulurlar?” sorularına cevap aramaktadırlar. Pidko, “Bizim yaptığımız şey aslında bir katalizörü başlangıçtan bitişe kadar takip etmektir.” diyor. Araştırma ekibinin bu çalışması sayesinde son derece verimli yeni bir katalizör keşfedildi.
Pidko, “Oluşturduğumuz katalizörü daha da etkili hale getirebilmek için molekül başına daha fazla bağlantı noktası oluşturmak istedik ardından birden bire reaksiyonun çok daha iyi bir şekilde devam ettiğini fark ettik.” dedi. Araştırmacılar, spektroskopiyi kullanarak, geliştirilen yeni katalizörün ideal katalizör özelliklerine sahip olduğunu keşfettiler.
Araştırma ekibi tarafından yapılan deneyler sonucu geliştirilen katalizörün, 200.000 döngüye kadar kullanılabileceği gösterildi. Pidko “Katalizör, 120 °C gibi sıcaklıklarda bile bütünlüğünü korur, bu durum bir katalizörün performansı açısından eşsiz bir şeydir.” dedi.
Bu yeni gelişme, kimya endüstrisinin daha sürdürülebilir bir hale gelebilmesi için çok önemli bir adımdır. Fakat, geliştirilen bu yeni katalizör şu anda hemen kimyasal işlemlerde kullanılamaz, bu konu hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.
Pidko, “Katalizörlerin baştan sona gerçekleşen tüm süreçlerini dikkatle takip etmek, katalizörleri çok daha iyi anlayabilmemizi sağladı. Bu yaklaşımı ‘homeopatik’ katalizörleri ve çok daha fazlasını geliştirmek için kullanabileceğimizi düşünüyoruz. Böylelikle kimya endüstrisine çok farklı bir bakış açısı katabileceğimizi umuyoruz.” diye ekledi.
Kaynak: phys.org
