Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Catalysis, может улучшить конструкцию каталитического преобразователя, а также имеет большое значение в области вычислительного катализа.Преодоление низких температур двигателяПо мере того, как двигатели стали более эффективными, температура их сгорания стала ниже, что затруднило работу каталитических нейтрализаторов и, как это ни парадоксально, привело к увеличению вредных выбросов.
Автомобильные компании изо всех сил стараются соответствовать строгим стандартам выбросов, направленных на защиту здоровья человека. Volkswagen даже был признан виновным в разработке программного обеспечения для обмана при проверке выбросов.Изучая низкотемпературные катализаторы, исследователи во главе с Жан-Сабином МакИвеном, доцентом школы химической инженерии и биоинженерии Вуиланд при WSU, и Чарльзом Сайксом, профессором химии в Университете Тафтса, заинтересовались отдельными атомами металлов и их способностями. действовать как катализатор при более низких температурах.«Большинство вредных химических веществ в выхлопных газах, таких как окись углерода и окись азота, выделяются при запуске двигателя», — сказал МакИвен. «Чем ниже температура, тем труднее нейтрализовать эти вредные химические вещества».
Окись углерода в двуокись углеродаВ своей статье исследователи продемонстрировали, что реакция может протекать с отдельными атомами платины на носителе из оксида меди при температуре около комнатной. Одиночный атом платины удерживает монооксид углерода на месте, в то время как оксид меди поставляет кислород, чтобы преобразовать его в диоксид углерода.«Это эталонное исследование, которое может помочь в разработке нового поколения низкотемпературных каталитических нейтрализаторов», — сказал Сайкс.
По его словам, поскольку в каталитических преобразователях используются редкие и дорогие металлы, такие как платина, сокращение использования этих элементов до уровня одного атома также может снизить затраты.Их исследование также окончательно отвечает на давние дебаты в научном мире о том, может ли отдельный атом металла выступать в качестве катализатора окисления монооксида углерода до диоксида углерода при низких температурах или для такой реакции требуется кластер атомов.