Katalizatory mają nowego dominatora. Ten składnik wszystko zmienia

Tamtejsi inżynierowie, związani z Chińską Akademią Nauk, postawili na wariant oparty na kobalcie. Powstały katalizator, znany jako CoS-1, zawiera nie tylko kobalt, ale również minerał zwany zeolitem i krzem. Kiedy przyszła pora na testy tej technologii, okazała się ona lepsza nawet od wariantów z metalami szlachetnymi w składzie.

Czytaj też: Materiały kwantowe zmieniają kształt w polu magnetycznym. Odkrycie potwierdza teorię sprzed 100 lat

Czym w ogóle jest katalizator? Najprościej można go opisać jako substancję chemiczną odpowiedzialną za przyspieszanie zachodzących reakcji chemicznych. Jest to pożądane, gdy w grę wchodzi produkcja przydatnych składników. Na przykład propylenu, który może być przetworzony w celu uzyskania powszechnie stosowanego polipropylenu. 

Katalizatory cechują się ogromnym zróżnicowaniem, a ich ograniczenia wynikają między innymi z wysokich kosztów bądź niskiej żywotności. Pokazuje to, jakie wyzwania stoją przed naukowcami zajmującymi się poszukiwaniem alternatyw. Konwencjonalnie stosowane warianty są oparte na platynie, dlatego trzeba było zwrócić się w stronę innych składników, a Chińczycy postawili na kobalt. 

Katalizator kobaltowy z Chin nie tylko zapewnił wysoką wydajność, ale wykazuje też bardzo dobrą żywotność

O dokładnym przebiegu prowadzonych eksperymentów ich autorzy piszą w Nature Catalysis. W toku zorganizowanych testów nowego katalizatora członkowie zespołu badawczego stwierdzili, że wydajność wytwarzania propylenu kształtuje się na poziomie 9,7kg_C3 na kg katalizatora na godzinę. To wynik lepszy od osiąganych przez substancje stosowane obecnie na skalę przemysłową. 

Czytaj też: Wreszcie to zrobili! Moment dipolowy cennego związku chemicznego rozpracowany

Jak przebiegał proces syntezy CoS-1? Inżynierowie zaczęli od żelu wykonanego z soli kobaltu, tetraetyloortokrzemianu, wodorotlenku tetrapropyloamoniowego, mocznika i wody. Później przeprowadzili krystalizację w temperaturze 180 stopni Celsjusza. W celu usunięcia organicznego szablonu wykonali kalcynację, po której przyszła pora na mycie kwasem azotowym w temperaturze 80 stopni Celsjusza. Tym sposobem udało się usunąć nadmiar kobaltu. Jako że udało się uzyskać wysoką wydajność i stabilność, to kolejnym krokiem powinno być przystosowanie tej technologii do użytku na masową skalę.