Forskere viser, hvad der skal til for at få potentielt brændstofråvare til et reaktivt sted på modelkatalysatoren

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet "Nature Communications" har forskere fra University of Houston og University of Wisconsin-Madison givet ny indsigt i adfærden af ​​et potentielt brændstofråmaterialemolekyle på overfladen af ​​en modelkatalysator. Forskningen kan få konsekvenser for udviklingen af ​​mere effektive og bæredygtige brændstofproduktionsprocesser.

Det pågældende brændstofråstofmolekyle kaldes furfural, som er afledt af biomasse og betragtes som en lovende vedvarende ressource. Furfural er imidlertid et relativt inert molekyle og reagerer ikke let med katalysatorer, som er materialer, der letter kemiske reaktioner.

Forskerne brugte en kombination af eksperimentelle teknikker og beregningsmodellering til at forstå, hvordan furfuralmolekyler interagerer med en modelkatalysatoroverflade lavet af platinnanopartikler. De fandt ud af, at furfuralmolekylerne har en tendens til at adsorbere på overfladen af ​​katalysatoren i en flad orientering, hvilket gør dem mindre reaktive.

For at overvinde denne udfordring introducerede forskerne en lille mængde ilt til systemet. Oxygenmolekylerne reagerede med katalysatoroverfladen, hvilket skabte et mere reaktivt sted for furfuralmolekylerne at adsorbere. Dette gjorde det muligt for furfuralmolekylerne at danne en mere opretstående orientering på katalysatoroverfladen, hvilket gjorde dem mere reaktive og mere tilbøjelige til at gennemgå kemiske reaktioner.

Resultaterne af denne undersøgelse giver værdifuld indsigt i adfærden af ​​furfural på katalysatoroverflader og foreslår potentielle strategier til at forbedre reaktiviteten af ​​biomasse-afledte råmaterialer. Dette kan føre til udvikling af mere effektive og bæredygtige brændstofproduktionsprocesser samt produktion af andre værdifulde kemikalier fra vedvarende ressourcer.