Қытай ғалымдары платина катализаторларын бірнеше минутта синтездеу әдісін тапты
АСТАНА. KAZINFORM — Қытай ғалымдары платина тобына жататын металдар негізіндегі катализаторларды санаулы минут ішінде синтездеп, олардың құрылымын жоғары дәлдікпен басқаруға мүмкіндік беретін миллисекундтық жылулық импульстар технологиясын әзірледі. Бұл туралы Синьхуа агенттігі хабарлады.
Тяньцзинь университетінің зерттеушілері «ядро–қабықша» құрылымындағы катализаторларды жасауға арналған тепе-тең емес өзін-өзі ұйымдастыру әдісін ұсынды. Бұл тәсіл сутекті отын элементтерінің тиімділігін арттырып, таза энергетиканы дамытуға жаңа мүмкіндік ашады. Зерттеу нәтижелері 10 шілдеде Science журналында жарияланды.
Зерттеу авторларының бірі, Тяньцзинь университетінің профессоры Ху Вэньбиннің айтуынша, жаңа әдіс асыл металдардан жасалатын күрделі катализаторларды жоғары дәлдікпен синтездеу тәсілін түбегейлі өзгертеді.
— Біздің технология «жасыл» сутегі өндірісінен бастап, озық энергия тасымалдағыштарын жасауға дейінгі стратегиялық маңызды салалардың дамуына қуатты құрал ұсынады. Ол декарбонизация мен энергетикалық қауіпсіздік жөніндегі ұлттық стратегияны іске асыруға тікелей ықпал етеді, — деді ғалым.
Платина тобына жататын металдар негізіндегі катализаторлар энергетикада, химия өнеркәсібінде және экологиялық технологияларда кеңінен қолданылады. Платинаны бағасы арзан металдармен «ядро–қабықша» құрылымында біріктіру қымбат шикізат шығынын едәуір азайтып, тиімділікті сақтауға мүмкіндік береді. Мұндай материалдардың жоғары белсенділігі ядро мен қабықша түйіскен жердегі атомдардың өзара әсерлесуінен туындайды. Бұл катализатордың кристалдық торы мен электрондық қасиеттерін оңтайландырады.
Жаңа әдіс катализаторларды синтездеу тәсілін түбегейлі өзгертеді. Дәстүрлі технологияда мұндай материалдар жоғары температурада ұзақ уақыт қыздыру арқылы алынады. Бұл кезде зат бір термодинамикалық тепе-теңдік күйінен екіншісіне біртіндеп өтеді. Мұндай процесс көп уақыт пен энергияны қажет етеді және нанобөлшектердің құрылымын дәл бақылауға мүмкіндік бермейді.
Осы шектеулерді еңсеру үшін зерттеушілер тепе-тең емес өзін-өзі ұйымдастыру стратегиясын әзірледі. Миллисекундтық дәлдікпен берілетін қысқа мерзімді жылулық импульстар жүйеге энергия жеткізіп, нанокристалдардың жоғары энергиялы аралық күйлер арқылы «ядро–қабықша» құрылымына айналуына ықпал етеді. Әдіс платина қабатының қалыңдығын жекелеген атомдар деңгейінде қабат-қабат реттеуге мүмкіндік береді.
Егер дәстүрлі көпсатылы синтез бірнеше сағатқа созылып, күрделі жабдықты қажет етсе, жаңа технология бұл процесті бірнеше минутта аяқтайды. Ғалымдар қалыңдығы небәрі үш атомдық қабаттан тұратын платина қабықшасын жасап шығарды. Бұл катализатордың ең жоғары белсенділігін қамтамасыз етуге жеткілікті.
Сонымен қатар жаңа технология өндіріс кезіндегі энергия тұтынуды 90%-ға дейін қысқартып, улы реагенттерді қолдануды қажет етпейді. Соның арқасында өндіріс процесі экологиялық тұрғыдан анағұрлым қауіпсіз болады.
Сынақ барысында жаңа катализаторлармен жабдықталған отын элементтері бір грамм платинаға шаққанда 15,2 киловатт меншікті қуат көрсетіп, жоғары тұрақтылық танытты.
Ху Вэньбиннің айтуынша, жоғары жылдамдығы, дәлдігі, тиімділігі және экологиялық тазалығының арқасында бұл технология сутекті энергетикамен қатар, нәзік органикалық синтезде, фармацевтикада, өнеркәсіптік катализде және ағынды суларды тазарту салаларында да кеңінен қолданылуы мүмкін.
Айта кетейік, Қытай ғалымдары телефондағы әрекеттерді анықтайтын тың тәсіл ұсынды.
