Vi forstår endelig, hvordan ilt reagerer på platin

Platin er en meget brugt katalysator, men dens præcise mekanisme forbliver stort set et mysterium for videnskabsmænd. Ludo Juurlink har nu for første gang demonstreret, hvordan ilt reagerer på platinoverfladen. Sammen med ph.d. studerende Kun Cao og Richard van Lent og internationale kolleger, han har offentliggjort sine resultater i PNAS .

Tidligere i år, Juurlink løste et 40 år gammelt problem i kemi, sammen med Richard van Lent og DIFFER-instituttet. Ved hjælp af en unik buet platinoverflade, han beviste, hvordan brint reagerer på platin. I sin nuværende forskning, han brugte igen det buede platin, denne gang undersøger reaktionen med ilt.

Dette har ført til en interessant opdagelse. Juurlink og kolleger observerede, at ilt reagerer på platin på en anden måde end den meget lettere brint. Det buede platin var igen afgørende for denne opdagelse. "Fordi platinoverfladen er buet, atomstrukturen ændrer sig meget gradvist langs overfladen, " forklarer Juurlink. Denne struktur kan sammenlignes med en trappe med trin, der bliver stadig smallere ud mod kanterne. I midten, overfladen ligner mere en balsal."

Brints reaktivitet viste sig at afhænge af, hvor tæt katalysatorens trin er på hinanden. Dette er også tilfældet med ilt, men af ​​en helt anden grund. "Trinnene har en anden effekt på ilt end på brint."

Ifølge Juurlink, dette har hovedsageligt at gøre med den større masse af ilt. "Fordi ilt er tungere end brint, interaktionen med platinoverfladen starter fra en større afstand, " siger han. "Oiltmolekylet mærker allerede interaktionen med platin, men kan endnu ikke se detaljerne. Som resultat, reaktionen foregår på en anden måde end med brint."

Til eksperimentet, det var nødvendigt at kontrollere iltmolekylernes rotationsretning. Dette krævede samarbejde med en japansk kollega, Mitsunori Kurahashi, der byggede en unik enhed til dette formål. "Sidste år, Jeg havde mulighed for at udføre målinger i hans laboratorium i to uger på et tilskud fra det institut, hvor Kurahashi arbejder, " siger Juurlink.

"Dette er en smuk fundamental opdagelse, slutter Juurlink, hvilket også kan have indflydelse på eksisterende applikationer. Reaktionen af ​​ilt til platin er afgørende i den bæredygtige energisektor og for at forbedre luftkvaliteten. "For eksempel, reaktionen foregår i brintbrændselsceller og i bilers udstødningssystemer, " siger kemikeren. "Det faktum, at vi nu kan måle, hvordan reaktionen forløber på et så detaljeret niveau, stiller udfordringer til teoretiske modeller, der beskriver denne kemiske reaktion og giver forudsigelser om den."