Gennembrud inden for forskning i ren diesel

Et gennembrud i katalyseforskning udført af akademikere ved universiteterne i St. Andrews og Newcastle kan føre til udviklingen af ​​ren dieselmotorteknologi og hjælpe med at bekæmpe luftforurening.

Katalyse er en vigtig proces, der understøtter den kemiske industri, hvilket giver os mulighed for effektivt at producere de kemikalier, vi har brug for. Det giver os også mulighed for at rydde op i den forurening, som vi ellers ville udsende til atmosfæren. Katalysatorer er typisk metalliske nanopartikler, ofte platingruppemetaller, der er fint aflejret på et substrat. Aktiviteten og holdbarheden af ​​katalysatoren afhænger kritisk af partiklernes interaktion med substratet.

I de seneste år har holdet ved University of St. Andrews udforsket metalnanopartikler fremstillet ved udløsning på overfladen af ​​perovskitoxider og har vist, at disse strukturer muliggør nye dimensioner inden for katalyse- og energiomdannelses- og lagringsteknologier på grund af deres socket, godt forankret struktur.

Nu, i tæt samarbejde med forskere ved Newcastle University har de vist, at i modsætning til den almindelige opfattelse, opløste partikler genopløses ikke tilbage i den underliggende perovskit ved oxidation. I stedet, de kan forblive fastgjort til deres oprindelige placeringer, og kan derefter gennemgå yderligere kemiske transformationer for at ændre deres sammensætning, struktur og funktionalitet dramatisk, samtidig med at de bevarer deres oprindelige rumlige arrangement. Dette kaldes 'kemi på et punkt'.

Den bemærkelsesværdige nytte af strukturer, der er forberedt via dette koncept, er blevet demonstreret i forhold til udstødningsoprensning fra dieselemissioner, oxiderer CO og NO samtidigt over hundreder af timers drift. Konceptet repræsenterer en trinvis ændring i designet af jordrige metalkatalysatorer, der konkurrerer med platin for reaktioner af afgørende praktisk betydning, på vægtbasis, og også ved temperaturer, der er relevante for udstødningsemissioner.

Resultaterne offentliggøres i dag (30. november 2017) i det videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation .

Ledende akademiker, Professor John Irvine fra School of Chemistry i St. Andrews, sagde:"Dette koncept 'kemi på et punkt' muliggør design af sammensætningsmæssigt forskellige indesluttede oxidpartikler med overlegen stabilitet og katalytisk reaktivitet bred anvendelighed i rene energiprocesser og miljøsanering.

"I 2015 anslog regeringen, at eksponering for NOx og partikelemissioner fra dieselmotorer fører til omkring 52, 000 yderligere dødsfald i Storbritannien; resultaterne af forskningen har vidtrækkende konsekvenser for fremtiden for ren diesel og luftforurening."