Kapalný katalyzátor s platinou. Kredit: Arifur Rahim / University of New South Wales.

Platina je výtečný katalyzátor pro řadu chemických reakcí. Používá se v palivových článcích, katalyzátorech výfukových plynů a v mnohých dalších zařízeních. S platinou je ovšem podstatný problém v tom, že jde o jeden z nejvzácnějších a nejdražších pozemských kovů. To pochopitelně omezuje její využití v roli katalyzátoru. Výzkumné týmy se snaží snížit množství platiny, které je nutné pro katalyzování určitých reakcí anebo ji úplně nahradit.

Arifur Rahim. Kredit: A. Rahim.

Australský tým, který vedl Arifur Rahim z University of New South Wales, vymyslel nový způsob, jak drasticky snížit množství platiny potřebné pro katalytické reakce. Namísto obvyklého zapojení atomů platiny do katalyzátoru o pevném skupenství dokázali vytvořit kapalný katalyzátor s platinou, který je efektivnější a opakovaně použitelný.

Atomový model nového katalyzátoru. Červeně atomy platiny. Kredit: Arifur Rahim / University of New South Wales.

Nejprve vpravili platinu do galia při zhruba 300 °C, na několik hodin. Pak tuto směs nechali vychladnout. Vznikl katalyzátor, který zůstal kapalný při teplotě 29,8 °C, tedy prakticky při pokojové teplotě, když v létě nevětráte. To je velmi dramatický rozdíl oproti obvyklé teplotě tání platiny, která činí 1 768 °C.

Rahim s kolegy vytvořili materiál, který má některé pozoruhodné vlastnosti. Může podporovat jak oxidační tak i redukční reakce, kdy je kyslík buď přidáván anebo odebírán. I když atomy platiny tvořily jen 0,0001 procenta tohoto kapalného katalyzátoru, stále byl více než tisíckrát účinnější než pevný katalyzátor s 10 procenty platiny. Badatelé zjistili, že se v kapalném katalyzátoru prakticky žádné dva atomy platiny navzájem nedotýkají a že se jejich katalytické působení přenášelo i na sousední atomy galia.

Zředění drahých katalyzátoru do kapalné podoby by mohlo vést k podstatnému snížení nákladů na katalýzu a k většímu rozšíření katalytických reakcí. Nejde přitom jen o platinu. Podobný postup bude možné využít pro mnoho dalších typů katalyzátorů.

Literatura

New Atlas 7. 6. 2022.

Nature Chemistry online 6. 6. 2022.