Ein billiger flüssiger Platinkatalysator erwies sich als 1.000-mal effizienter als sein Gegenstück

Platin ist einer der wirksamsten Katalysatoren für chemische Reaktionen. Sondern seine industrielle Nutzung

schwierig aufgrund der hohen Metallkosten undhoher Energieverbrauch für den Betrieb von Platinanlagen. Australische Chemiker haben einen Weg gefunden, mit winzigen Mengen Platin leistungsstarke Reaktionen ohne kostspielige Energiekosten zu erzeugen.

In ihrer Arbeit kombinierten die Forscher Platin mitflüssiges Gallium, dessen Schmelzpunkt nur 29,8 °C beträgt. Platin, das unter normalen Bedingungen bei Temperaturen über 1.700 °C schmilzt, löst sich in flüssigem Gallium. Darüber hinaus ist, wie die Forscher anmerken, eine Wärmebehandlung nur im Anfangsstadium erforderlich, wenn Platin in Gallium gelöst wird, um ein katalytisches System zu erzeugen. 

Kugeln aus Platin in flüssigem Gallium. Foto: Arifur Rahim, UNSW Sydney

Chemiker erklären, was zu verwenden istKlassische Katalysatoren auf Platinbasis in der chemischen Industrie erfordern hohe Temperaturen, um das Metall zu schmelzen. Für die Neuentwicklung reicht es aus, das Gallium- und Platinsystem ein bis zwei Stunden lang auf eine Temperatur von etwa 300 °C zu erhitzen, um den Katalysator zu erzeugen. 

Es gibt alternative FestkörperKatalysatorsystem auf Kohlenstoffbasis, das keine ultrahohen Temperaturen erfordert. Allerdings sollte der Platinanteil in solchen Systemen 10 % erreichen. Und damit das neue System effektiv funktioniert, genügen laut den Entwicklern 0,01 % des Edelmetalls. 

Zur gleichen Zeit, während des Experiments, die Forscherfanden heraus, dass ein flüssiger Katalysator 1.000 Mal effizienter war als ein fester Katalysator. Es stellte sich heraus, dass sich in einem flüssigen System bei Raumtemperatur kein festes Platin bildet. Die Edelmetallatome sind im flüssigen Gallium verteilt.

Das Platin sitzt tatsächlich direkt unter der Oberfläche und aktiviert die Galliumatome um es herum. So geschieht die Magie mit Gallium unter dem Einfluss von Platin.

Andrew Christofferson, Co-Autor des Artikels vom Royal Melbourne Institute of Technology

Chemiker sagen, dass aufgrund der Kosten und hochEffizienz ist der neue Katalysator in der Lage, die industrielle Produktion zu revolutionieren. Es wird beispielsweise bei der Synthese von Ammoniak bei der Herstellung von Düngemitteln und der Herstellung umweltfreundlicher Brennstoffzellen nützlich sein. Darüber hinaus kann man durch die Erweiterung der neuen Methode zur Herstellung von Katalysatoren mehr als tausend mögliche Kombinationen von Elementen für tausende verschiedene Reaktionen erhalten.

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