Mechanizm katalizatora na bazie niklu: przełom w chemii

Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie dokonali wielkiego przełomu w chemii, odkrywając nowy mechanizm budowy katalizatorów molekularnych przy użyciu niklu, metalu występującego powszechnie na Ziemi. Ten przełom odchodzi od tradycyjnego polegania na metalach szlachetnych i często rzadkich w katalizatorach molekularnych, torując drogę dla bardziej zrównoważonej i opłacalnej alternatywy.

Rewolucja w konstrukcji katalizatorów

Pionierskie badania prowadzone pod kierunkiem Marca-Etienne’a Moureta, zdobywcy pierwszego grantu ERBN w 2017 r., mogą potencjalnie zapoczątkować nową dziedzinę badań skupioną wokół projektowania zrównoważonych katalizatorów. Odkrycie to, opublikowane w Nature Chemistry, stanowi krok naprzód w osiąganiu celów określonych we wstępnej propozycji badawczej Moureta: narodzinach nowej rodziny katalizatorów opartych na metalach nieszlachetnych.

Katalizator nanocząstkowy z węglika niklu

We współpracy z Uniwersytetem w Osace zespół opracował nowy katalizator nanocząstkowy węglika niklu, przeznaczony do selektywnego uwodornienia nitryli do pierwszorzędowych amin. Wykazując współczynnik aktywności czterokrotnie większy niż w przypadku prostych nanocząstek niklu, katalizator ten nie tylko nadaje się do ponownego użycia, ale także zapewnia wysoką wydajność reakcji. Ten krok naprzód mógłby ograniczyć użycie drogich metali i uprościć konfigurację eksperymentów dla dominującej klasy syntezy chemicznej, przyczyniając się do trwałości reakcji chemicznych wymaganych w syntezie farmaceutyków i produktów codziennego użytku.

Alginian hydrożelu do produkcji wodoru

Aby poszerzyć implikacje tych odkryć, w badaniu zwrócono również uwagę na opracowanie przyjaznego dla środowiska trójwymiarowego organicznego hydrożelu alginianowego zamkniętego w fotokatalizatorze kulkowym. Wynalazek ten może zapewnić stałe tempo ciągłej produkcji wodoru, kluczowego zasobu do zasilania przenośnych ogniw paliwowych w odległych obszarach. Podstawową substancją chemiczną stosowaną do kapsułkowania fotokatalizatora jest alginian sodu, który jest powszechnie uznawany przez organy regulacyjne za materiał dopuszczony do kontaktu z żywnością.

Katalizator do produkcji etylenu

Inne ważne osiągnięcie obejmuje stworzenie nowego katalizatora utleniającego i sprzęgającego metan (OCM), który mógłby zrewolucjonizować produkcję etylenu – kluczowej substancji chemicznej. Osiągając wydajność w jednym przejściu wynoszącą ponad 30 procent, OCM stanowi bardziej ekologiczną alternatywę dla tradycyjnej metody kruszenia parą. Może to prowadzić do bardziej wydajnej i opłacalnej produkcji etylenu, wykorzystania metanu ze źródeł takich jak gaz ziemny i biogaz oraz redukcji elektrochemicznego dwutlenku węgla, zmniejszając w ten sposób szkodliwe emisje i ślad węglowy przemysłu.

Odkryj to Mechanizm katalityczny na bazie niklu Rzadkie odkrycie nowego mechanizmu reakcji w tak szeroko badanej dziedzinie, jak kataliza, nie tylko wzmacnia tę historię, ale także niesie promyk nadziei na bardziej zrównoważoną przyszłość w świecie chemii.